棘鱼身体上披有小而带尖的鳞，跟现代鲨鱼的差不多。这种鳞不是迭瓦状排列而是一个挨一个的有规律排列行。它的腹面没有空腔。鳞一开始就在身体上出现了，随着鱼体的生长鳞也生长，到了一定程度也就不长了。但是，在鱼体的一些部位在幼鱼时是没有鳞的，直到长大以后才长出鳞来。
棘鱼这一大的家族，虽然在地球的历史上出现较早，但它们似乎从来就没有兴旺过，这可能与它们的生活环境有关。这一个家族的所有成员从没有离开过大海到内陆的江河湖泊去闯一番，这也许就是它们没有兴旺发达的根本原因。棘鱼通常生活在水的中层和表层，过着自由自在的生活。有些种类虽然身上也有较厚的鳞，常常在水底停留，但它从没有形成背腹扁平的底栖种类。棘鱼有鳔，能帮助它在水中沉浮。它们有很大的眼睛和多尖的牙齿表明它们是以捕食其它动物的幼体为生。除个别者外，绝大多数不是贪食者。它们可能整天都张着小嘴在水中游来游去去捕捉小的食物，以填饱肚皮。
棘鱼化石在世界各地均有发现。在我国广大地区内均找到过它们的化石，多为分散的棘、鳞片和牙齿，没有一条完整的，相信经过努力会发现的。
在漫长的岁月里，它们也曾发生过不少变化，首先是身上骨片的厚度和大小明显减退，位于胸腹鳍之间的中间棘退掉了，副鳃盖骨消失了。所有这些变化都是为了改善和增强它们的游泳能力，扩大活动范围和增加捕到更多食物的机会。棘鱼的头颇像现代鱼类，窄而高，头和鳃骨是分开的，嘴长在头的前端。一对非常小的鼻孔相距较近，位于嘴的上方。眼睛很大，长在头的前侧，在它的外面沿着眼眶有五块骨片，它不仅是用来保护眼睛不受损伤，而且可能有了它才不致使眼球从眼眶内掉出来。棘鱼的嘴很小，上下颌上均有很尖的牙齿。不过，它们不是长在齿槽内，而是与颌骨愈合在一起。在左右两侧下颌前端接缝处的牙齿呈环状，它是用结缔组织与下颌连在一起的。在早期种类的头上骨片数目较多，鳃部的骨片往往很大。到了晚期这种骨片数目就大大减少了，仅仅在头部侧线感觉沟附近残留一些。关于鳍前面棘的功能和作用，历来就有争论，这种看法认为，它起分水作用。当它游累下沉到水底时，可以用它固定住身体稍事休息一下。也有的学者认为，它是一种防身武器，因它们身上的棘又硬又长并深深扎根在体内，这样与它们同时代生存而又贪食的鲨鱼就不敢轻易向它发起进攻，而敬而远之。就是偶尔个别被咬死，也很难吞咽下去。当然，例外的事也不是没有的，人们在生活同时代的古鳕鱼的体腔内，也曾发现过一条保存相当完好的棘鱼化石就是一例。棘鱼的身体呈梭形，身体一般都较小，长不超过20厘米，只有极个别的可达2米长。背上有一个或两个背鳍，一个臀鳍和一个强有力的歪形尾鳍。尾鳍的下叶宽而长，表明它们是游泳能手。棘鱼的最大特征是在胸鳍和腹鳍之间有一组中间鳍，多达五对，少则一对。每个鳍的前面均有一个很硬的棒状棘，其根部深深扎入体内，后面通常有一凹槽，能折叠的鳍蹼的前部就镶嵌在此，但中间鳍棘的后面没有鳍蹼。棘鱼的鳍不仅在形状和位置与现代鱼类的相似，而且在内部结构也相似，所不同者就是在腹鳍、臀鳍和尾鳍下叶的鳍蹼上有成行排列的鳞。鳍前的棒状棘只是一个鳞片变形后而形成的。