С внешней стороны круглоротые отличаются вытянутым, червеобразным, почти равномерно толстым телом, отсутствием парных плавников и отсутствием чешуи на толстой обильной слизью коже. Узкая плавниковая кайма переходит се спины на хвост и продолжается по брюшной стороне до заднепроходного отверстия. Скелет соединительнотканно-хрящевой и сформирован еще очень несовершенно. Главную часть осевого скелета составляет спинная струна. Она неравномерно подкреплена хрящевыми образованиями, не соединенными между собою. Череп построен из определенного числа хрящей, связанных соединительнотканными перепонками. Имеется незамкнутая мозговая коробка, и лишь крупные органы чувств окружены твердым хрящом. Жаберная полость укреплена хрящевым образованием, имеющим форму решетки; отсутствуют жаберные, челюстные и подъязычные дуги, и лишь отдельные хрящи укрепляют губы. Широкий воронкообразно суживающийся рот окружен круглыми губами, и в нем сидят небольшие остроконические «зубы» (или, вернее сказать, роговые утолщения слизистой оболочки, заменяющие зубы). В задней части рта находится тоже усаженный роговыми зубами язык, укрепленный хрящевым скелетом и способ благодаря особым мышцам выдвигаться и втягиваться назад. Кишечник тянется прямо к заднепроходному отверстию, не давая расширений в виде тонкой и толстой кишек. Печень имеется. Жабры имеют своеобразный вид мешочков или сумок и соединяются с глоткой или посредством ряда — жаберных ходов (у миксин) или при помощи отверстия, находящегося в передней части жаберной полости (у миног). Наружу они открываются у миксин одним большим отверстием с каждой стороны, расположенным далеко сзади, почти на брюшной стороне, у миног—несколькими щелями. Нервная система развита очень слабо; мозг мал и беден нервными клетками. У миног хорошо развитые глаза, у миксин же и личинок миног глаза скрыты под кожей и недоразвиты. Орган слуха тоже остается на низкой ступени развития: он обладает лишь одним или двумя полукружными каналами. Строение органа обоняния отличается от того, что мы имеем у всех остальных позвоночных: наружное носовое отверстие здесь непарно и ведет в полость, снабженную парой обонятельных нервов; у миксин оно сообщается специальным каналом с жаберным отделом кишки.
У миног, особенно у их личинок, так называемых «пескороек», имеется еще один удивительный орган чувств—теменной глаз. От среднего мозга к теменной области поднимается нервный ствол, на конце которого находится пузырь; в его дне развивается клеточный слой (очень сходный с сетчатой оболочкой глаза), покрытый прозрачными линзообразными клетками. Крышка черепа над этим органом утончается и становится прозрачной, напоминая собой роговую оболочку глаза. Во всяком случае, это остатки какого-то чрезвычайно древнего органа, который у прочих позвоночных животных (исключая некоторых пресмыкающихся) сохранился лишь в виде жалких зачатков. На поверхности тела находим органы чувств, соответствующие боковой линии рыб. Сердце, сосуды, почки, половые железы напоминают соответствующие органы рыб. Яйца и сперматозоиды попадают в полость тела, а из нее выделяются посредством особых пор, открывающихся позади заднепроходного отверстия.
Круглоротые разделяются на два подкласса: миксины и миноги.
