Las hojas son alternas, raramente opuestas, con estípulas. Son principalmente simples, pero cuando son compuestas, son siempre palmeadas, nunca pinnadas. Las estípulas pueden reducirse a pelos, glándulas o espinas, o en las especies suculentas a veces están ausentes.
Las plantas pueden ser monoicas o dioicas. Las flores de simetría radial son unisexuales, con las flores masculinas y femeninas generalmente en la misma planta. Como es de esperar en una familia tan grande, existe una gran variedad en la estructura de las flores. Los estambres (los órganos masculinos) van de uno a 10 (o incluso más). Las flores femeninas son hipóginas, es decir, con ovarios superiores.
Los géneros de la tribu Euphorbieae, subtribu Euphorbiinae (Euphorbia y parientes cercanos) muestran una forma muy especializada de pseudanthium («flor falsa» formada por varias flores verdaderas) llamada cyathium. Suele tratarse de un pequeño involucro en forma de copa, formado por brácteas fusionadas y glándulas nectarias periféricas, que rodean un anillo de flores masculinas, cada una con un solo estambre. En el centro del catión se encuentra una flor femenina, un solo pistilo con estigmas ramificados. Toda esta disposición se asemeja a una sola flor.
El fruto suele ser un esquizocarpo, pero a veces es una drupa. Un esquizocarpo típico es la regma, un fruto capsular con tres o más células, cada una de las cuales se abre explosivamente en la madurez, esparciendo las pequeñas semillas.
La familia contiene una gran variedad de fitotoxinas (sustancias tóxicas producidas por las plantas), incluyendo ésteres diterpénicos, alcaloides y glucósidos cianogénicos (por ejemplo, los tubérculos de la raíz de la yuca). Las semillas de la planta de aceite de ricino Ricinus communis contienen la proteína altamente tóxica que se une a los carbohidratos, la ricina.
Un látex lechoso es una característica de las subfamilias Euphorbioideae y Crotonoideae, y el látex del árbol del caucho Hevea brasiliensis es la principal fuente de caucho natural. El látex es venenoso en las Euphorbioideae, pero inocuo en las Crotonoideae. El mangle blanco, también conocido como látex de mangle ciego (Excoecaria agallocha), provoca ampollas al contacto y ceguera temporal si entra en contacto con los ojos, de ahí su nombre. Otros nombres comunes son mangle lechoso, buta buta (malayo) y gewa (Bangladesh). El látex del tártago se utilizaba como laxante.
Estudios moleculares recientes han demostrado que la enigmática familia Rafflesiaceae, cuya pertenencia al orden Malpighiales se ha reconocido recientemente, deriva de dentro de las Euphorbiaceae.