怪诞虫为长约 的长管状生物，具有七至八对细长的附肢，附肢末端则具有一对爪，在每条附肢相对应位置的背上则有一长棘。头尾特征不明显：其中一端会自身体延伸出并下垂接近底面，最近研究显示延伸的一端端为怪诞虫的头，其上有一对单眼、口、环状分布的牙齿及肠端前头的咽头齿。
研究历史.怪诞虫最初被查尔斯·杜蕾·沃考特描述为多毛纲的""。在1977年针对该生物的重新描述，西门·康维·莫利斯认为怪诞虫应属于一个独立的新属，他认为怪诞虫是用那两排如硬棘般的「腿」行走，而背上则有排拥有一排「触须」（原先