身披菱形厚而闪光的硬鳞，各鳞片间以关节相连；歪型尾，硬鳞覆盖到尾上叶末端；各鳍鳍条很多，单背鳍，常常后位；大眼睛；长口裂，上颌骨后端膨大；肩带有锁骨和胸骨；脊椎骨为软骨质。

在泥盆纪时软骨硬鳞鱼类也呈现出多样性，石炭纪和二叠纪是此类发展的全盛时期，它们不仅在多样性方面获得了很大的发展，而且从淡水推进到海中生活。其重要的代表是Palaeoniscus Blainville(古鲟鱼)，此属是分布很广的海生软骨硬鳞鱼类，与泥盆纪的鳕鳞鱼相近，个体变大，鳞片也大而厚重。我国新疆吐鲁番和江苏镇江等地二叠系中均发现有此类化石。古鳕鱼是软骨硬鳞鱼类中最典型的代表，所以软骨硬鳞鱼类又叫做古鲟类。Platysomus Agassiz(扁体鱼)是古生代晚期古鳕类的另一分支，海生。体形向扁高发展。口小。背鳍和臀鳍延长，在其前方呈角状。尾鳍深分叉而呈歪型。菱形的硬鳞变薄了。我国华南海相二叠系中常能发现其鳞片化石。浙江长兴晚二叠世长兴组中所产的Sinoplatysomus(中华扁体鱼)是我国目前所获的比较完整的本类化石。到中生代，软骨硬鳞鱼类便衰落了，仅少数属种残存至今，我国甘肃玉门宽台山早白垩世下围惠铺群中的Sunolepis(孙氏鱼)是中生代晚期的古鳕类。我国的Acipenser(鲟)和非洲的Polypterus(多鳍鱼)即为此类之现生代表。