Vertébréspoïkilothermes, les Osteichthyes sont en généralgonochoriques (certainsAulopiformes peuvent être hermaphrodites et capables d'auto-reproduction). Ils se caractérisent par unendosquelette osseux et un épiderme en écailles osseuses. Leurs os endochondral et lépidotriches sont sur leurs nageoires. Ils possèdent des mâchoires composées d'os gingivaux : dentaire, prémaxillaire et maxillaire. Les dents sont fermement implantées sur les os gingivaux.
Leurs fentes branchiales sont recouvertes par un opercule et des arcs branchiaux articulés sur une même pièce osseuse.
Ils sont dotés d'une vessie gazeuse (ouvessie natatoire) qui modifie la densité de leurs corps. Elle leur permet de naviguer plus facilement dans les hauteurs d'eau.
Les Ostéichthyens contiennent la classe desActinoptérygiens, qui regroupe l'immense majorité des espèces de poissons. Elle contient en particulier la grande majorité des poissons ayant un intérêt économique pour l'homme (pêche,aquaculture,aquariophilie), mais pas lesraies etrequins. En classification phylogénétique la classe inclut lestétrapodes, et donc notamment les mammifères.
Par rapport au groupe parent, l'innovation la plus notable est l'ossification avec la présence de deux types d'os d'origines différentes :
l'os enchondral qui remplace au cours du développement les pièces cartilagineuses du squelette interne.
l'os dermique qui donne les os de la boîte crânienne et les ceintures scapulaires.
On observe aussi la présence de sacs aériens connectés au tube digestif qui donneront les poumons des vertébrés terrestres et lesvessies natatoires desActinoptérygiens. Ces sacs aériens sont soupçonnés chez certainsgnathostomes fossiles. Les tentatives d'émancipation du milieu aquatique seraient alors apparues dans ceclade.
Les types d'organisation présentés ici sont desgrades évolutifs ne correspondant généralement pas à des groupesmonophylétiques, maisparaphylétiques (ne comportant pas tous les descendants d'un même ancêtre — exemple : les descendants d'ancêtres vermiformes ne sont pas tous aujourd'hui des vers, etc.).
