В эту группу входят рыбы с пожизненно сохраняющимся хрящевым скелетом, с длиной тела от 15–20 сантиметров (скаты) до 15–20 м (акулы). Обитают в морских водах, преимущественно в тропических широтах (известно несколько пресноводных видов). В своём строении сочетают много примитивных черт, которые указывают на их древнее происхождение (известны со среднего девона).

Тело покрывает плакоидная чешуя (у некоторых видов отсутствует). Парные плавники расположены горизонтально по отношению к оси тела; пояса конечностей не связаны с осевым скелетом и залегают в толще метамерной мускулатуры. Дыхание жаберного типа; 5 (у глубоководных 6–7) пар жаберных щелей. В кишечнике есть спиральный клапан; плавательный пузырь отсутствует. Кровеносная система похожа на таковую у круглоротых. Почки нефридиального типа.

Наряду с этим, хрящевые рыбы имеют и ряд прогрессивных признаков, указывающих на их более сложную организацию, по сравнению с бесчелюстными животными. К их числу относятся: наличие нервного вещества в крыше головного мозга; формирование тел позвонков, упрочение черепной коробки; появление затылочного отдела; развитие челюстного аппарата; внутреннее оплодотворение; живорождение и наличие плаценты; сложная система осморегуляции и другие.