La morfología de los Opisthoproctidae varía entre tres formas principales: los barreleyes robustos y de cuerpo profundo de los géneros Opisthoproctus y Macropinna, los spookfishes extremadamente delgados y alargados de los géneros Dolichopteryx y Bathylychnops, y los spookyfishes fusiformes intermedios de los géneros Rhynchohyalus y Winteria.
Todas las especies tienen ojos grandes y telescópicos, que dominan y sobresalen de la cabeza, pero están encerrados dentro de una gran cúpula transparente de tejido blando. Estos ojos generalmente miran hacia arriba, pero también pueden dirigirse hacia delante. El ojo del opistocrino tiene un gran cristalino y una retina con una dotación excepcionalmente alta de células de bastón y una gran densidad de rodopsina (el pigmento «púrpura visual»); no hay células de cono. Para mejorar su visión, los barreleyes tienen grandes cabezas transparentes en forma de cúpula; esto presumiblemente permite que los ojos recojan aún más luz incidente y probablemente proteja los ojos sensibles de los nematocistos (células urticantes) de los sifonóforos, de los que se cree que el barreleye roba comida. También puede servir como lente accesoria (modulada por músculos intrínsecos o periféricos), o refractar la luz con un índice muy cercano al del agua de mar. Dolichopteryx longipes es el único vertebrado conocido que utiliza un espejo (además de una lente) en sus ojos para enfocar las imágenes.
La boca sin dientes es pequeña y terminal, y termina en un hocico puntiagudo. Al igual que en las familias relacionadas (por ejemplo, Argentinidae), un órgano epibranquial o crumenal está presente detrás del cuarto arco branquial. Este órgano, análogo a la molleja, consiste en un pequeño divertículo en el que se insertan e interdigitan los rastrillos branquiales con el fin de triturar el material ingerido. El cuerpo vivo de la mayoría de las especies es de color marrón oscuro, cubierto de grandes escamas plateadas imbricadas, pero éstas están ausentes en el Dolichopteryx, dejando el cuerpo en sí mismo de color blanco transparente. En todas las especies, un número variable de melanóforos oscuros colorean el hocico, la superficie ventral y la línea media.
También están presentes en las especies de Dolichopteryx, Opisthoproctus y Winteria una serie de órganos luminosos; Dolichopteryx tiene varios a lo largo de su vientre, y Opisthoproctus tiene un único órgano en forma de bolsa rectal. Estos órganos brillan con una luz débil debido a la presencia de bacterias bioluminiscentes simbióticas, concretamente, Photobacterium phosphoreum (familia Vibrionaceae). Las superficies ventrales de las especies de Opisthoproctus se caracterizan por una «suela» aplanada y saliente; en el vientre de espejo (Opisthoproctus grimaldii) y en Opisthoproctus soleatus, esta suela puede actuar como reflector, dirigiendo la luz emitida hacia abajo. Las cepas de P. phosphoreum presentes en las dos especies de Opisthoproctus han sido aisladas y cultivadas en el laboratorio. Mediante un análisis de polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción, se ha demostrado que las dos cepas sólo difieren ligeramente.
En todas las especies, las aletas no tienen espinas y son bastante pequeñas; sin embargo, en Dolichopteryx, las aletas pectorales son muy alargadas y tienen forma de ala, extendiéndose aproximadamente la mitad de la longitud del cuerpo, y aparentemente se utilizan para mantenerse en la columna de agua. Las aletas pectorales se insertan en la parte baja del cuerpo y, en algunas especies, las aletas pélvicas se insertan ventralmente en lugar de estrictamente ventral. Varias especies poseen también una aleta adiposa ventral o dorsal, y la aleta caudal es bifurcada o emarginada. La aleta anal está presente o muy reducida, y puede no ser visible externamente; es fuertemente retrorso en Opisthoproctus. Una única aleta dorsal se origina ligeramente antes o directamente sobre la aleta anal. Una joroba perceptible en la espalda comienza justo detrás de la cabeza. La vejiga gaseosa está ausente en la mayoría de las especies y la línea lateral es ininterrumpida. Los rayos branquiostegales (rayos óseos que sostienen las membranas branquiales detrás de la mandíbula inferior) son de dos a cuatro. El pez jabalí (Bathylychnops exilis) es, con mucho, la especie más grande, con 50 centímetros de longitud estándar; la mayoría de las demás especies no llegan a los 20 centímetros.