Được coi là lớp cá nguyên thủy nhất của Tổng lớp cá, gồm các loài cá thường gặp như cá mập, cá đuối, cá khi me... Lớp này hiện có 800 loài sống ở biển và đại dương, một số loài sống ở nước ngọt. Lớp này có nhiều đặc điểm nguyên thuỷ và cũng có những đặc điểm tiến bộ. Các đặc điểm chung là:
- Hình dạng cơ thể phổ biến là hình thoi hai hình dẹp rộng hơi tròn, vây đuôi kiểu dị vĩ (heteroxec). Có gai giao cấu nằm phía trong vây bụng, do vậy có hiện tượng giao phối, thụ tinh trong. Đây là một đặc điểm tiến bộ.
- Da cá sụn phủ vẩy tấm, là loại vảy nguyên thủy nhất.
- Bộ xương sụn, phân hoá thành sọ, cột sống và xương chi. Sọ đã có nóc che, phía sau sọ có thêm phần chẩm bảo vệ. Các bao khứu giác, thính giác gắn chặt vào hộp sọ.
- Hệ thần kinh phân hoá cao, não bọ chia thành 5 phần. Não trước đã phân thành 2 bán cầu và nóc não trước có chất thần kinh, là một đặc điểm tiến bộ của cá sụn.
- Cơ quan cảm giác phát triển thích nghi với đời sống bơi và bắt mồi tích cực. cơ quan đường bên hoàn chỉnh, thị giác điển hình, thính giác đã có 3 vành bán khuyên
- Hệ tiêu hoá phát triển, ruột có van xoắn ốc để tăng diện tích hấp thụ.
- Cơ quan hô hấp là mang, chưa có nắp mang, không có bong bóng hay phổi. - Hệ tuần hoàn kín, có 1 vòng tuần hoàn. Có tâm nhĩ và tâm thất và xoang tĩnh mạch và nón chủ động mạch. Ưu điểm của nón chủ động mạch là có cơ vân, có van nên co bóp được.
- Cơ quan bài tiết là trung thận.
- Cơ quan sinh dục có gai giao cấu, thụ tinh trong. Đẻ trứng lớn giàu noãn hoàng hay đẻ con.