本群は杯状花序という非常に特殊化した構造を共有することで、トウダイグサ属との類縁関係がごく近いことは明らかである。形態の違いに関しては、トウダイグサ亜属のものでは茎の先端にまず不実の花序を生じ、その基部から枝を出して先端に花序を付けてその基部から分枝を出し、これを繰り返して全体としては集散花序のような形になる。本群は、このような形で主軸がなくなり、花序の部分だけで植物体全体が構成されていると考えればよい。発生的に見ると、本群のものは子葉のすぐ上で主軸の成長が止まり、そこで頂端分裂組織が退化してしまうことに呼応する。分子系統の研究成果から、本群が単系統をなすことが示されている。また、その内部での系統関係と光合成の形式にも関係が示されている。C4はC3に比べて高温や乾燥に適応したものと考えられる。C4は本群の中で一回だけ生まれ、その系統は世界中に広がって多様化し、350種にもなっている。他方でC2はやはり1度だけ生まれ、その系統は2種のみ、北アメリカ南部からメキシコに分布している。CAMはこの群の中で複数回生じ、それらは旧世界と新世界に広がっている。
本属のものには世界に広く分布する広域分布種が含まれるが、例えばガラパゴス諸島の固有種が8種、ハワイ諸島では29種が固有という風に、ごく分布の限られた種も多く含まれている。その多様性の中心は南北アメリカにある。この点も、アジア・アフリカに最大の多様性を示す他のトウダイグサ属とは対照的である。
全長30 - 45センチメートル、体重2 - 8キログラム。吻は約75mm。首は外部に見えないため首と胴が一緒になっているように見える。耳の穴は頭部の両側についているが、耳介は持たない。目は小さく、くさび形の口吻の基部にある。鼻孔と口は吻の先端にあり、口の開けられる大きさは5mm程度。体は腹部や顔・脚を除きクリーム色のトゲで覆われており、最大50mmになるこのトゲは体毛が変化したものであり、大部分は角質化したクチクラでできており、1年に1度生え替わる。トゲの根元（毛根）は体内に約1.5cmほどの所にあり、トゲはそれぞれ独立した筋肉により別々に動かすことができる。トゲの間や腹面、尾も覆っている。黒色や濃い赤褐色、黄褐色の体毛は断熱材の役割を果たしている。体毛やトゲの色のバリエーションは、場所によって様々であり、体毛には、世界最大と言われる約4mmのノミの一種 Bradiopsylla echidnae が寄生している場合が有る。体温は30–32℃の間であるが、5℃近くまでに下がると不活発になったり冬眠を行う。汗腺がないため汗をかくことはなく、体温調整のために息を荒くすることもないため、暑い時にはシェルターを探して退避している。秋から冬にかけては不活性状態もしくは冬眠するが、季節にかかわらず、極端な暑さや寒さによっても不活発になる。多くの生理学適応性がその生活スタイルを手助けしている。穴に潜るので、身の回りの空気中の二酸化炭素濃度が高レベルな環境であっても生存ができる。耳は低周波の感知ができ、土中のアリやシロアリの動きを捉えられる。鼻は周囲環境の情報を収集するための機械受容器と温度受容器で覆われている。嗅覚も良く発達しており、仲間や捕食者を捜すのに使われている。良く発達した視神経をもち、視覚的分別能力と空間記憶能力はネズミのそれと同程度である。脳と中枢神経系は、有胎盤類の進化的比較のために手広く研究された。体の大きさと比較し、他の動物よりも大きな前頭前皮質を持ち、レム睡眠を行うことが知られ、脳は有胎盤類の前障と同等で、共通の祖先から分化したことを示している。四肢は短いが、強力な爪がついており、土を素早く掘るのに適応し、ともに5本の指があり、後足の第2指と第3指の爪は長く伸び、トゲの間を清潔に毛繕いすることができるよう、後ろ向きに曲がっており、“grooming claw”（毛繕いをする爪）と呼ばれる。顔、あご、舌の筋肉構造も独特で彼らの採食方法に特化している。口は5mm程度までしか開くことはできない。舌は長く、口吻からは約18センチメートルほど出すことができる。舌は粘着質の唾液で覆われる。舌を出す動きは、舌の形を変え、舌を前方へ出すのを強制する環状筋の収縮と、舌基部とあごの2つのオトガイ舌筋の収縮による。出した舌は血流が止められることにより、木や土壌を貫通することができるほど堅くなる。舌を引き込む動きは、2つの内部縦走筋の収縮による。舌の動きはとても速く、1分間に100回ほど出し入れすることができる。腸はアリなどの外骨格や、同時に飲み込んだ土を粉砕するために長くなっており、成獣で約3.4mの長さである。独特の筋肉構造をそなえており、皮筋は大量の筋からなり、皮膚の直下にあり、体全体を覆っている。皮筋の様々な部分の収縮により、形態を変えることができ、最も特徴的な形状は危険が迫った時にボールのように丸まることであり、腹部を守り、鋭いトゲで防御する。他の動物よりも全長に対し短い脊髄を持ち、胸腔をできる限り広げられる。オスは先端が4つに分かれた特殊な陰茎を持つ。メスは繁殖期が近づくと腹部の皮膚と筋肉が襞状に伸長して袋状になり（育児嚢・孵卵嚢）、この育児嚢の前端に乳腺を発達させる。オスはメスよりも性染色体数が少なく、メスはXXXXXXXXXX（5対）であるが、オスの最後のX染色体は対とはならず、XYXYXYXYX（4対と1つ）である。染色体間に不充分な同一性しかないために、減数分裂時の対合ではXXXXXとYYYYの2種類のみの精子の遺伝子型しか可能とならず、そのためにこの性染色体の複雑なシステムが保存されている。