Thú mỏ vịt là loài bán thuỷ sinh, phân bố ở các sông và suối nhỏ trên phạm vi rất lớn, từ vùng cao nguyên lạnh giá của Tasmania và dãy núi Alps (Úc) đến các khu rừng mưa nhiệt đới ở ven biển Queensland, và cả về rìa bán đảo Cape York ở phía bắc. Trên cạn, vùng phân bố của thú mỏ vịt không rõ ràng. Sau lần bắt gặp cuối tại Renmark vào năm 1975, người ta cho rằng loài này đã tuyệt chủng ở lục địa Nam Úc. Người ta không còn tìm thấy con thú mỏ vịt nào còn sống trong vùng chính của lưu vực Murray-Darling. Nguyên nhân có thể là do các chương trình giải phóng mặt bằng và thuỷ lợi trên diện rộng làm giảm chất lượng nước. Sự phân bố của thú mỏ vịt ở các hệ thống sông ngòi ven biển cũng rất khó đoán. Chúng không sinh sống ở nhiều con sông chưa bị ô nhiễm, nhưng lại xuất hiện ở một số nơi đã bị ảnh hưởng, chẳng hạn như hạ lưu sông Maribyrnong.Những con thú mỏ vịt hoang dã được đưa về khu nuôi nhốt khi đã khoảng 11 tuổi có thể tiếp tục sống thọ đến 17 năm. Trong tự nhiên, tử suất của các cá thể thú mỏ vịt trưởng thành cũng khá thấp. Thiên địch tự nhiên của loài này gồm có rắn, chuột nước, nhông Úc, diều hâu, cú và đại bàng. Ở miền bắc Úc, số lượng thú mỏ vịt không nhiều, có thể là vì bị cá sấu ăn thịt. Việc loài cáo đỏ du nhập vào lục địa năm 1845 vì mục đích làm giảm số lượng thỏ có lẽ đã có tác động đến số lượng thú mỏ vịt. Thú mỏ vịt thường được coi là loài ăn về đêm và lúc chạng vạng, nhưng một số con cũng hoạt động vào ban ngày. Môi trường sống của chúng liên kết giữa sông ngòi (cung cấp thức ăn) và khu vực ven sông (nơi đào hang và làm tổ). Lãnh thổ của một con thú mỏ vịt có thể lên đến 7 km (4,3 mi); thông thường, lãnh thổ của một con đực sẽ giao với lãnh thổ của ba hoặc bốn con cái khác.Thú mỏ vịt bơi rất tốt và thường dành phần lớn thời gian dưới nước để kiếm ăn. Chúng có kiểu bơi khá đặc biệt và không có vành tai. Trong số tất cả các loài có vú, thú mỏ vịt là loài duy nhất bơi bằng cách dùng chân trước để quạt nước. Dù cả bốn chi của chúng đều có màng, nhưng hai chi sau (giữ sát thân) không đẩy nước, mà dùng đồng thời với đuôi để đổi hướng. Vì là động vật nội nhiệt, nhiệt độ cơ thể của thú mỏ vịt được duy trì quanh mức 32 °C (90 °F), thấp hơn so với hầu hết các loài động vật có vú, ngay cả khi kiếm ăn nhiều giờ dưới nước có nhiệt độ thấp hơn 5 °C (41 °F).Thú mỏ vịt thường chỉ lặn khoảng hơn 30 giây một lần và rất ít khi vượt quá giới hạn ưa khí ước tính 40 giây. Thời gian nghỉ trên mặt nước giữa các lần kéo dài từ 10 đến 20 giây.Khi không bơi dưới nước, thú mỏ vịt sẽ chui vào trong một cái hang thẳng và ngắn, có mặt cắt ngang hình bầu dục để nghỉ ngơi. Hang này thường nằm gần bờ sông, không quá cao hơn mực nước, và được nguỵ trang bằng một mớ rễ cây để bảo vệ.
Thú mỏ vịt là loài bán thuỷ sinh, phân bố ở các sông và suối nhỏ trên phạm vi rất lớn, từ vùng cao nguyên lạnh giá của Tasmania và dãy núi Alps (Úc) đến các khu rừng mưa nhiệt đới ở ven biển Queensland, và cả về rìa bán đảo Cape York ở phía bắc. Chúng có kiểu bơi khá đặc biệt và không có vành tai.