Los esqueletos generalmente tienen forma esférica y sus perforaciones son muy variadas; además, del citoplasma pueden salir espículas quitinosas.

En el citoplasma presentan uno o varios nucleolos y forman los seudópodos sobre un eje citoplasmático que se localiza radial al cuerpo del animal, recibiendo el nombre de auxópodos; para flotar extienden su cuerpo sobre estos seudópodos aumentando su superficie y además forman una serie de vacuolas, lo que las ayuda para mantenerse a flote.

Se nutren capturando diatomeas y otros animales pequeños, por medio de sus seudópodos. Se reproducen por división binaria o por segmentación múltiple, siendo escasos los procesos sexuales descritos. Son muy abundantes en mares de latitudes frías y constituyen una importante fuente de alimento para los animales que comen plancton.

Su clasificación se basa en las características de sus caparazones, siendo comunes los géneros Podocystis, Thalassicolla sp., Lithomelisa sp., y se conocen cerca de 4.000 especies.

Un grupo muy parecido a los radiolarios, y que algunos autores consideran como parte de ellos, son los acantarios, que se caracterizan por un caparazón formado por sulfato de estroncio, muy abundantes en el plancton marino.