腔棘魚是腔棘目下葉鰭硬骨魚類的統稱，體長大約1.5米，身體呈紡錘形，全身覆蓋着很厚的鱗片，這些鱗片上還附有小刺。
腔棘魚的胸部和腹部各長着兩隻既肥大又粗壯的鰭，呈四肢狀，其尾部有圓形突出。腔棘魚也被稱爲“空棘魚”，這一名稱來源於其脊柱的結構。腔棘魚類是總鰭魚類中的一箇特化類羣，最早見於中泥盆紀，在二疊紀和三疊紀時期明顯衰落，在白堊紀後幾乎絕跡。
腔棘魚是一種非常古老的魚類，被認爲是最古老、最原始的魚類之一，曾在地球上生存了約4億多年。這種魚類在1938年被重新發現，之前曾被認爲已經滅絕。腔棘魚的鰭非常獨特，包括8個鰭：2個背鰭、2個胸鰭、2個腹鰭、1個尾鰭和1個臀鰭。
腔棘魚的鰭內有其他魚類所沒有的豐富肌肉和骨骼支撐，還包含由軟骨組成的肌肉葉鰭，這些特徵與肱骨和股骨同源的鰭相連。腔棘魚被認爲是肉鰭總綱中倖存下來的少數幾種之一，這一類羣自晚古生代泥盆紀以來大部分已經滅絕。
腔棘魚在海洋生物演化中保持了具有肺泡結構的原始形態特徵，是現存肉鰭魚綱中最古老的魚類之一。這種魚類代謝緩慢、生態適應性強，能夠在深海黑暗寒冷的水中成功適應。腔棘魚生長十分緩慢，雌性腔棘魚在50多歲時性成熟，而雄性則在40到69歲之間性成熟。