Диагностируется по наличию глеевого горизонта в нижней части профиля. Отчетливые признаки оглеения присутствуют в средней, а иногда и верхней частей профиля. Темно-гумусовый горизонт мощностью 40–50 см. В нижней части обычно имеет стальной оттенок и содержит округлые Mn-Fe конкреции.
Субэлювиальный горизонт грязно-бурого цвета с белесой присыпкой и черными гумусовыми пленками. Текстурный горизонт мраморовидный, с сизыми и ржаво-сизыми пятнами и разводами. Характерны тёмные кутаны на поверхности педов, черные примазки и конкреции. Признаки структурной организации выражены слабее, чем в соответствующем горизонте тёмно-серых почв.
Темно-серые глеевые почвы имеют слабокислую или близкую к нейтральной реакцию среды, насыщенный основаниями поглощающий комплекс и высокую гумусированность (8–11%).
Формируются в понижениях рельефа среди массивов серых и тёмно-серых почв в условиях повышенного поверхностного увлажнения и неглубокого залегания грунтовых вод.
В «Классификации и диагностике почв СССР» соответствуют подтипам грунтово-глеевых и отчасти грунтово-глееватых в типе серых лесных глеевых почв. В первом издании «Классификации почв России» выделялись как серые глеевые. В настоящем издании серые глеевые и тёмно-серые глеевые почвы объединены в один тип, поскольку в условиях повышенного увлажнения вместо серогумусового горизонта формируется тёмногумусовый.