Die Morphologie der Opisthoproctidae variiert zwischen drei Hauptformen: den gedrungenen, tiefsitzenden Barreleyen der Gattungen Opisthoproctus und Macropinna, den extrem schlanken und langgestreckten Gespensterfischen der Gattungen Dolichopteryx und Bathylychnops und den dazwischen liegenden fusiformen Gespensterfischen der Gattungen Rhynchohyalus und Winteria.
Alle Arten haben große, teleskopartige Augen, die den Kopf dominieren und aus ihm herausragen, aber von einer großen transparenten Kuppel aus Weichgewebe umschlossen sind. Diese Augen blicken in der Regel nach oben, können aber auch nach vorne gerichtet sein. Das opisthoproctide Auge hat eine große Linse und eine Netzhaut mit einem außergewöhnlich hohen Anteil an Stäbchenzellen und einer hohen Dichte an Rhodopsin (dem „Sehpurpur“-Pigment); Zapfenzellen sind nicht vorhanden. Um ihr Sehvermögen zu verbessern, haben Barreleyen große, kuppelförmige, transparente Köpfe; dies ermöglicht es den Augen vermutlich, noch mehr einfallendes Licht zu sammeln und schützt die empfindlichen Augen wahrscheinlich vor den Nematocysten (Stechzellen) der Siphonophoren, von denen man annimmt, dass sie Nahrung stehlen. Sie kann auch als akzessorische Linse dienen (moduliert durch intrinsische oder periphere Muskeln) oder Licht mit einem Index brechen, der dem von Meerwasser sehr nahe kommt. Dolichopteryx longipes ist das einzige Wirbeltier, von dem bekannt ist, dass es einen Spiegel (sowie eine Linse) in seinen Augen zum Fokussieren von Bildern verwendet.
Das zahnlose Maul ist klein und endständig und endet in einer spitzen Schnauze. Wie bei verwandten Familien (z.B. Argentinidae) befindet sich hinter dem vierten Kiemenbogen ein Epibranchial- oder Krumenorgan. Dieses Organ – analog zum Muskelmagen – besteht aus einem kleinen Divertikel, in das die Kiemenharken eindringen und ineinander greifen, um aufgenommenes Material zu zerkleinern. Der lebende Körper der meisten Arten ist dunkelbraun und mit großen, silbrig schimmernden Schuppen bedeckt, aber diese fehlen bei Dolichopteryx, so dass der Körper selbst transparent weiß ist. Bei allen Arten färbt eine variable Anzahl von dunklen Melanophoren die Schnauze, die ventrale Oberfläche und die Mittellinie.
Auch bei Dolichopteryx, Opisthoproctus und Winteria-Arten gibt es eine Reihe von Leuchtorganen; Dolichopteryx hat mehrere entlang der Länge seines Bauches, und Opisthoproctus hat ein einzelnes Organ in Form eines Rektalbeutels. Diese Organe leuchten mit einem schwachen Licht aufgrund der Anwesenheit von symbiotischen biolumineszenten Bakterien, genauer gesagt, Photobacterium phosphoreum (Familie Vibrionaceae). Die ventralen Oberflächen der Opisthoproctus-Arten sind durch eine abgeflachte und vorstehende „Sohle“ gekennzeichnet; beim Spiegelbauch (Opisthoproctus grimaldii) und Opisthoproctus soleatus kann diese Sohle als Reflektor wirken, indem sie das emittierte Licht nach unten lenkt. Die Stämme von P. phosphoreum, die in den beiden Opisthoproctus-Arten vorkommen, wurden isoliert und im Labor kultiviert. Durch Restriktionsfragmentlängen-Polymorphismus-Analyse konnte gezeigt werden, dass sich die beiden Stämme nur geringfügig unterscheiden.
Bei allen Arten sind die Flossen stachellos und relativ klein; bei Dolichopteryx jedoch sind die Brustflossen stark verlängert und flügelartig, sie erstrecken sich etwa über die Hälfte der Körperlänge und dienen offenbar der Stationierung in der Wassersäule. Die Brustflossen sind tief am Körper angesetzt, und bei einigen Arten sind die Beckenflossen ventrolateral und nicht streng ventral angesetzt. Einige Arten besitzen auch eine ventrale oder dorsale Fettflosse, und die Schwanzflosse ist gegabelt bis emargiert. Die Afterflosse ist entweder vorhanden oder stark reduziert und kann äußerlich nicht sichtbar sein; bei Opisthoproctus ist sie stark zurückgebildet. Eine einzelne Rückenflosse entspringt kurz vor oder direkt über der Afterflosse. Ein wahrnehmbarer Buckel am Rücken beginnt direkt hinter dem Kopf. Die Gasblase ist bei den meisten Arten nicht vorhanden, und die Seitenlinie ist nicht unterbrochen. Die Branchiostegalstrahlen (knöcherne Strahlen, die die Kiemenmembranen hinter dem Unterkiefer stützen) sind zwei bis vier. Der Speerfisch (Bathylychnops exilis) ist mit 50 Zentimetern Standardlänge die bei weitem größte Art; die meisten anderen Arten sind unter 20 Zentimetern lang.