Biflagellate unicells med utsträckta armar. Sötvattensarter har en långsträckt främre arm och två eller tre något kortare bakre armar (’horn’). Marina arter varierar från nästan linjär med en främre och en bakre arm, till ankarformad med två främre och en bakre arm.

celler av vissa arter är pansrade med relativt tjocka cellulosaplattor och sträcker sig ut i de långsträckta ”hornen”. En lateral wrap-around spår (’cingulum’) är uppenbart och kan vara antingen ekvatorial eller förskjuten mot ena änden av cellen. Ett andra spår (’sulcus’) är vinkelrätt mot cingulum som ligger på cellytan.

båda flagellerna dyker upp från korsningen mellan cingulum och sulcus, en som skjuter bakåt längs sulcus som skjuter cellen, den andra lindas runt cellen i cingulum som möjliggör rotationsrörelse av cellen.

många discoid kloroplaster finns i hela cellen. En stor kärna är centralt belägen.

celldelning sker i rörliga celler. En dottercell ärver epiteca och regenererar en ny hypotheca, och det omvända händer med den andra dottercellen. Detta liknar diatomcellregenerering, men de två dottercellerna har olika morfologi (som de gör i monoraphe diatomer).

Ceratiumceller är fotosyntetiska men innehåller också vakuoler som antyder fagotrofi.

Aplanosporer (ingen flagella) är vanliga, ofta efter blomningar. C. hirundinella har vinkelsporer som är uninucleate, tjockväggiga och packade med glykogen som en lagringsreserv. Som de flesta sporer de är resistenta mot dessication och förblir livskraftiga i flera år. När de gror bildar de en zoospore (flagellerad) som börjar som en sfärisk cell (liknande Gymnodinium) som utvecklas inom några timmar till den typiska hornade cellen.