Хрящёвые рыбы лишены костей, и внутренний скелет их состоит сплошь из хряща. Они делятся на две неравные группы: на большую группу пластиножаберных, или акуловых, рыб, сохранивших примитивное строение скелета, но имеющих более совершенное строение органов размножения и нервной системы, и на немногочисленных химер, или цельноголовых, у которых верхняя челюсть, слившись с черепной коробкой, приобрела особенную прочность, необходимую при дроблении раковин моллюсков, служащих им основной пищей.

Костные рыбы имеют более совершенный костный скелет как наружный – кожного происхождения, так, у большинства, и внутренний, дышат они жабрами при помощи жаберной крышки и имеют плавательный пузырь. Наиболее совершенные из них – костистые рыбы, объединяющее 19,5 тысяч видов, в то время как всех остальных рыб насчитывается всего около 500 видов.

Относительно систематике костных рыб среди ихтиологов имеются самые разнообразные мнения. Ихтиологи чаще разделяют костных рыб на два подкласса: двоякодышащие и конечноротые, к которым относят всех остальных рыб. Морфологи двоякодышащих рыб объединяют вместе с кистепёрыми в подкласс хоановых, а остальных включают в подкласс лучепёрых.

Внешнее строение. Рыбы, образующие самый многочисленный класс позвоночных (одних современных рыб известно около 20 тыс. видов), имеют чрезвычайно разнообразную форму тела. Наиболее типично веретенообразное, несколько сжатое с боков тело, приспособленное к быстрому плаванию. Сравнительно очень немногие рыбы перемещаются в воде пассивно, гонимые течением; они имеют весьма разнообразную форму тела.

Кожные покровы. Кожные покровы рыб характеризуются общими чертами строения: эпидермис у них слизистый благодаря большому количеству одноклеточных желёз. Кориум имеет волокнистое строение с правильным распределением продольных и поперечных волокон. Кожные железы рыб, как и у всех прочих позвоночных, являются производным эпидермиса, но, в отличие от вышестоящих классов, эти железы, как и у круглоротых, имеют одноклеточное строение. Наиболее многочисленными являются бокаловидные железы, выделяющие слизь непосредственно наружу. Кроме того, встречаются ещё шаровидные и колбовидные железы, секрет которых выделяется в межклеточные пространства. У некоторых рыб имеются ещё особые ядовитые железы, располагающиеся обычно у основания острых плавниковых лучей или у основания шипов, сидящих на заднем краю жаберной крышки.

Чешуя рыбы всегда является производным собственно кожи (кориума), и только иногда, кроме кориума, в её образовании принимает второстепенное участие и эпидермис. Различают четыре основных типа рыбьей чешуи: плакоидную, космоидную, ганоидную, костную.

Окраска рыб зависит от ряда причин. Например, серебристый блеск, свойственный не только чешуе, но и многим внутренним органам рыб (плавательному пузырю, брюшине), обуславливается присутствием гуанина. Гуанин чешуи некоторых рыб (уклейки) используется для технических целей (например, для изготовления искусственного жемчуга). Кроме того, окраска рыб, как и прочих животных, обусловлено присутствием в коже особых густоокрашенных пигментных клеток – хроматофоров. Под влиянием нервного раздражения хроматофоры могут сжиматься и расширяться, чем обуславливается способность многих рыб менять свою окраску под цвет окружающего фона.

Скелет. Осевой скелет рыб имеет различное строение. У древних групп рыб (химеровых, осетровых и двоякодышащих) он представлен хордой, одетой плотными оболочками, и хрящевыми или костными дугами позвонков, а тел позвонков нет. У более молодых современных хрящевых и костных рыб осевой скелет представлен хрящевым или костным позвоночником, где между телами позвонков сохраняются остатки хорды. Позвоночник состоит из отдельных позвонков с двояковогнутыми (амфицельными) телами, верхними дугами, образующими спинномозговой канал, и нижними дугами, образующими рёбра в туловищном отделе или гемальный канал в хвостовом.

Череп. Рыб характеризуется прежде всего сильным развитием висцерального отдела, который содержит челюстной аппарат, состоящий из челюстной и подъязычной (гиоидной) дуг, и жаберный аппарат из ряда жаберных дуг в количестве не менее 5 (у некоторых акул их бывает 6 и даже7) сидящими на них жабрами.

Скелет конечностей. Как плечевой, так и тазовый пояса не сочленяются с позвоночником, а лежат свободно среди мышц. Для всех костных рыб характерно соединение плечевого пояса с черепом при помощи ряда кожных покровных костей. Наконец, характерно, что непарные плавники тоже имеют скелет.

Мышечная система и электрические органы. В связи со слабым развитием мышц парных конечностей туловищная мускулатура сохраняет правильную метамерию.

Нервная система. Строении головного мозга костных рыб отражает два направления в их биологии. Все лучепёрые рыбы обладают чертами строения, описанными для окуня и других костистых рыб. Головной мозг их имеет небольшой передний мозг, нерасчлененный на два полушария, крыша его перепончатая, а нервное в-во сосредоточено в дне переднего мозга в виде полосатых тел. В промежуточном мозге сильного развития достигает мозговая воронка, образующая на дне мозга мощный перекрест зрительных нервов, нижние доли и сосудистый мешочек, играющий большую роль в ориентации рыбы при плавании. В среднем мозге имеются очень крупные зрительные доли, так как зрение у лучеперых рыб играет ведущую роль при добывании пищи.

Органы чувств. Органы боковой линии, свойственные вообще первичноводным позвоночным (круглоротым, рыбам, многим земноводным), достигают у рыб наибольшего развития. Обычно они расположены по одной или нескольким линиям, тянущимся вдоль боков туловища и хвостового отдела. Особенного развития они достигают на голове, где образуют сложную сеть разветвлённых каналов. У химер и примитивных акул органы боковой линии, имеющие строение чувствительных луковиц, располагаются на дне открытого желобка, у прочих рыб они лежат в замкнутом канале, который сообщается с наружной средой отверстиями, продолжающими отдельные чешуи. Органы боковой линии воспринимают звуки низкой частоты от 5 до 25 герц.

Органы вкуса. У рыб располагаются не только в ротовой полости, но и на наружной поверхности тела. Они имеют строение отдельных чувствующих почек на наружной поверхности эпидермиса.

Органы обоняния. Играют у рыб большую роль при питании. У всех рыб, за исключением двоякодышащих, органы обоняния имеют форму парных мешков со складчатыми стенками и открываются наружу одной или двумя ноздрями.

Орган слуха. Представлен только внутренним ухом, и звуковые волны передаются ему непосредственно через ткани. Звуковые колебания от 16 до 13 000 Гц воспринимаются нижней частью перепончатого лабиринта.

Органы зрения рыб отличаются шарообразным хрусталиком, приближенным к плоской роговице, благодаря чему рыбы могут видеть на близком расстоянии, что является приспособлением к зрению в водной среде. Обычно глаза установлены для зрения на 1 метр, но благодаря сокращению гладких мышечных волокон серповидного отростка хрусталик может оттягиваться назад, чем достигается аккомодация на расстояние до 10 – 12 метров. Зрение у рыб большинства видов монокулярное.