Les feuilles sont alternes, rarement opposées, avec des stipules. Elles sont principalement simples, mais lorsqu’elles sont composées, elles sont toujours palmées, jamais pennées. Les stipules peuvent être réduites à des poils, des glandes ou des épines, ou dans les espèces succulentes sont parfois absentes.
Les plantes peuvent être monoïques ou dioïques. Les fleurs à symétrie radiale sont unisexuées, les fleurs mâles et femelles se trouvant généralement sur la même plante. Comme on peut s’y attendre d’une famille aussi vaste, une grande variété existe dans la structure des fleurs. Les étamines (les organes mâles) sont au nombre de 1 à 10 (ou même plus). Les fleurs femelles sont hypogynes, c’est-à-dire avec des ovaires supérieurs.
Les genres de la tribu Euphorbieae, subtribe Euphorbiinae (Euphorbia et proches parents) présentent une forme très spécialisée de pseudanthium ( » fausse fleur » constituée de plusieurs vraies fleurs) appelée cyathium. Il s’agit généralement d’un petit involucre en forme de coupe, composé de bractées soudées et de glandes nectaires périphériques, entourant un anneau de fleurs mâles, chacune dotée d’une seule étamine. Au milieu du cyathium se trouve une fleur femelle, un pistil unique avec des stigmates ramifiés. L’ensemble de cette disposition ressemble à une seule fleur.
Le fruit est généralement un schizocarpe, mais parfois une drupe. Un schizocarpe typique est le regma, un fruit capsulaire à trois cellules ou plus, dont chacune se fend de manière explosive à maturité, dispersant les petites graines.
La famille contient une grande variété de phytotoxines (substances toxiques produites par les plantes), notamment des esters diterpéniques, des alcaloïdes et des glycosides cyanogènes (par exemple, les tubercules de la racine du manioc). Les graines de la plante à huile de ricin Ricinus communis contiennent la protéine hautement toxique de liaison aux hydrates de carbone, la ricine.
Un latex laiteux est une caractéristique des sous-familles Euphorbioideae et Crotonoideae, et le latex de l’arbre à caoutchouc Hevea brasiliensis est la principale source de caoutchouc naturel. Le latex est toxique chez les Euphorbioideae, mais inoffensif chez les Crotonoideae. Le palétuvier blanc, également appelé latex de palétuvier aveugle (Excoecaria agallocha), provoque des cloques au contact et une cécité temporaire s’il entre en contact avec les yeux, d’où son nom. D’autres noms communs sont mangrove laiteuse, buta buta (malais) et gewa (Bangladesh). Le latex de l’euphorbe était utilisé comme laxatif.
Des études moléculaires récentes ont montré que l’énigmatique famille des Rafflesiaceae, qui n’a été reconnue que récemment comme appartenant à l’ordre des Malpighiales, est dérivée au sein des Euphorbiaceae.