童鳃螈的体长可达1公尺，身形十分扁平，适合潜伏在河流或湖底的泥沙之中，透过向上仰视的大眼寻找游过的猎物。童鳃螈的头颅两侧突出，类似盗首螈，然而两者并没有很近的亲缘关系。化石研究显示，童鳃螈为幼态延续，在成年时依然保有幼体的鳃。这项特征在现今部分的有尾目也可观察到，像是泥螈属、墨西哥钝口螈与洞螈。童鳃螈具有三对外鳃让牠们得以在水中唿吸。来自2008年的研究显示童鳃螈透过抬起上颚（而不是张开下颚）的形式来捕捉猎物，被科学家戏称类似于马桶盖。在2011年 检视童鳃螈的颅骨，发现其具有完全骨化的与。