Store til enorme (vingespenn 12-70 centimeter) insekter. Meganisoptera omfattet de største insektene man noen gang har funnet rester av, arten kunne ha et vingespenn på over 70 centimeter. Protodonatene var overflatisk ganske like moderne øyenstikkere, med to par store vinger med et tett årenett og lang, tynn bakkropp. Imidlertid mangler de vingemerke (pterostigma), noe alle øyenstikkere har, og årenettet er noe mer forenklet. Hannene manglet de sekundære kjønnsorganene som er et fellestrekk for alle øyenstikkere. Hodet hadde kraftige, skarpe kjever og store fasettøyne. Frambeina var piggete for å gripe byttedyr. Nymfene lignet øyenstikkernymfer.