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En estado salvaje, los grupos formados por ejemplares de Tití de Goeldi se juntan con especies como el Tamarino Labiado (Saguinus labiatus) o el Tamarino de Cabeza Amarilla (Saguinus fuscicollis). Habitan la misma sección de la selva, aunque el área de acción del tití es más amplia que la de los tamarinos, e incluye varias comunidades de tamarinos. Eso hace que la relación de los titís con los otros primates aumente, puesto que las áreas de acción del tamarino no necesariamente tienen que estar dentro del terreno tití (es posible que solamente sea una fracción). Por lo demás, entre las características morfológicas del Tití de Goeldi está su longitud media, que supera los 20 centímetros; y su peso, que oscila entre los 400 y 850 gramos. Los ejemplares adultos son de marrón negruzco, con motas marrones en la parte trasera del cuello, y dos o tres anillos más claros en la parte basal de la cola. Los grupos suelen constar de seis individuos, aproximadamente.
La dieta del Tití de Goeldi se basa en frutas, insectos e invertebrados, que constituyen una parte muy importante de su alimentación durante todo el año. Dieta que se complementa con savia de los árboles, reptiles, anfibios y huevos de aves.
Esta especie de primates cría hasta dos veces al año, después de un período de gestación que va de 144 a 165 días. En raras ocasiones nacen gemelos, especialmente en cautividad. La madre es la encargada de hacerse cargo en exclusiva de la cría, si bien va delegando en otros miembros del grupo los cuidados, una vez que pasa algún tiempo.