Глубоководные удильщики постоянно живут на большой глубине, 1500—3000 м, в толще океанских вод. Для них характерна шаровидная, уплощённая с боков форма тела и наличие «удочки» (у самок). От других удильщикообразных их отличает отсутствие брюшных плавников. Кожа маскировочного цвета — чёрная или тёмно-коричневая, голая; у нескольких видов покрыта преобразованными чешуями — шипиками и бляшками. Традиционно считается, что по внешнему виду глубоководные рыбы являют собой раздутые тела с выпученными глазами и уродливыми формами. На самом деле это не так. Вид раздутых тел глубоководные рыбы принимают при поднятии на поверхность в рыболовных сетях, за счёт избыточного внутреннего давления, которое составляет на глубинах 1500-3000 метров значения 150-300 атмосфер.Удильщики отличаются ярко выраженным половым диморфизмом. Самки гораздо крупнее самцов и являются хищниками, обладая большим ртом, мощными зубами и сильно растягивающимся желудком. Первый луч спинного плавника у самок превращен в «удочку» (иллиций) со светящейся «приманкой» (эской) на конце. Но наиболее сильно половой диморфизм проявляется в размерах. Если длина самок варьируются от 5 см до 1 м (Ceratias holboelli), то длина самцов от 16 мм до 4 см.