Harmaasorsa on sinisorsaa hieman pienempi ja sirompi puolisukeltajasorsa.
Juhlapukuisella koiraalla pää ja kaula ovat ruskeankirjavat, ruumis pääosin harmaa ja peräpää musta. Siipipeilissä näkyy valkoista ja siiven peitinhöyhenissä erottuu punaruskea laikku, ja nokka on tasaisen harmaa. Kesäpukuinen koiras muistuttaa naarasta, mutta on yleisväriltään tummempi.
Naaras muistuttaa sinisorsanaarasta, mutta vatsapuoli on vaaleampi, nokan reunukset ovat oranssinkeltaiset ja siipipeilissä näkyy usein valkoinen laikku. Nuori lintu muistuttaa naarasta. Koivet ovat oranssinkeltaiset ja räpylät tummat.
Harmaasorsa pesii tiheässä ruohokasvillisuudessa, toisinaan myös lokkiyhdyskunnissa. Ravintona ovat erityisesti siemenet, silmut, muut kasvinosat ja vesien pieneliöt.
Laji viihtyy rehevillä merenlahdilla, lintujärvillä, tulvaniityillä ja suojaisissa saariston poukamissa. Suomessa pesimäkanta painottuu rannikkoalueille ja Etelä-Suomeen, mutta lajia tavataan paikoin myös sisämaassa aina Rovaniemen korkeudelle asti, joskin sisämaan pesimäkanta on harva. Täällä harmaasorsaa tavataan levinneisyysalueensa pohjoisreunalla, ja levinneisyys ulottuu Länsi-Euroopasta pitkälle Aasian itäosiin.
Läntiset populaatiot ovat paikkalintuja, kun taas pohjoiset ja itäiset kannat muuttavat. Kevätmuutto painottuu huhti–toukokuulle ja syysmuutto syys–lokakuulle. Harmaasorsa on yömuuttaja ja talvehtii Länsi-Euroopan rannikoilla, Välimerellä ja Pohjois-Afrikassa; joitakin yksilöitä voi jäädä talveksi Suomeen.
Pesimäkanta-arvio, lähde: EU:n lintudirektiivin 12 artiklan raportointi.
Aineistot: GBIF (CC0/CC BY), Tilastokeskus sekä Punaisen kirjan verkkopalvelu.