Bunlarda iskelet, en azından belli kısımlarda kemik yapıda olduğundan, kemikli balıklar anlamına gelen Osteichtyes adi verilmiştir. Vücutları dermis tabakasından meydana getirilmiş pullarla örtülüdür. Vücut çok değişik şekillerde olabilir. Yüzgeçleriyle yüzer, solungaçlarıyla da solunum yaparlar. Tatlı, tuzlu, acı, çok soğuk ve çok sıcak olmak üzere değişik su ortamlarında yaşamlarını sürdürürler.

Bazı zooloji kitaplarında, kıkırdaklı balıkların daha ilkel olduğu ve kemikli balıkların bunlardan meydana geldiği belirtilir. Yalnız bu eski varsayım, günümüzde elde edilen fosil kayıtlarıyla çelişki göstermektedir. Çünkü ilk kıkırdaklı balık fosilleri orta devoniyendeki, ilk kemikli balık fosilleri ise siluriendeki kayalar arasında bulunmuştur. Bu nedenle kemikli balıkların, kıkırdaklı balıklardan daha eski olduğu ve bunların da kıkırdaklı balıklar gibi Ostracodermi-Placodermi arası özelliğe sahip bir atadan meydana geldiği varsayılmaktadır.

Karakteristik özellikleri:

1) Derileri mukus maddesi salgılayan bir çok salgı bezi içerir. Genellikle vücut dermis tabakasından meydana gelmiş Ganoid, Cycloid ve Ctenoid pullarla kaplı, bazıları tamamıyla pulsuzdur. Çok az bir kısmında ise pullar mine tabakası ile örtülüdür. İstisnalar dışında tek ve çift yüzgeçleri hemen hemen her zaman mevcuttur. Yüzgeçleri kemik veya kıkırdak halindeki yüzgeç ışınlarıyla desteklenir.

2) Ağızları çoğunlukla terminaldir ve dişler ihtiva eder. Çeneleri çok iyi bir şekilde gelişmiştir ve kafatasına eklemlidir. Başın dorsal tarafında ve her bir yanda iki tane burun deliği vardır ve bu delikler çoğunlukla ağız boşluğu ile irtibatlı değildir. Gözler büyüktür ve göz kapakları yoktur.

3) İskeletleri kemik yapıdadır. Yalnız mersin balıkları (Acipenser) ve Kaşık burunlu mersin (Polydon) gibi diğer bazı balıklarda iskelet kıkırdak halindedir. Çok sayıda omurları vardır. Kavdal yüzgeç genellikle homoserktir. Omurlar içerisindeki notokord kalıntıları çoğunlukla mevcuttur.

4) Kalpleri bir karıncık ve bir kulakçık olmak üzere iki gözlüdür. Ayrica Sinus venosus ve Conus arteriosus bölgeleri de bulunur. Kalplerinde yalnız kirli kan mevcuttur. Aort yayları dört çifttir. Alyuvarları oval ve çekirdeklidir.

5) Solunumları farinks boşluğunun her bir yanındaki kemik yapılı solungaç yayları üzerinde yer alan solungaçlarla yapılır. Solungaçları bir kapak seklinde örten operkulumlari vardır. Çoğunlukla solunuma yardımcı bir hava keseleri (yüzme kesesi) veya akciğerli balıklar (Dipnoi)'da akciğer benzeri organlar gelişmiştir. Bazılarında hava kesesinin yutakla bağlantısı olmasına karşın, bazılarında bu bağlantı yoktur.

6) Hepsinde beyinden 10 çift sinir çıkar. Beyindeki koku alma lobları cerebrum küçük, görme lobları ve cerebellum çok büyüktür.

7) Vücut sıcaklığı sabit değildir, çevreye bağlı olarak değişiklik gösterir (Poikilothermus).

8) Ayrı eşeylidirler. Tipik olarak çift halde bulunan gonadlari vardır. Genellikle ovipardirlar. Bazıları ise ovovivipar veya vivipar olabilirler. Bazı istisnalar dışında döllenme dış döllenme seklinde olur. Yumurtaları küçüktür, en fazla 52 mm. çapında olabilir, yedek besin maddesi türlere bağlı olarak büyük değişiklikler göstermektedir. segmentasyon meroblastik şekildedir. embriyo tabakaları yoktur. Bazılarında yavrular (postlarva evreleri) erginlere benzerlik göstermezler.

Kemikli balıklar, kemik iskelet, pullar, bazı kemik plakalar, yüzme kesesi ve daha iyi gelişmiş beyine sahip olmalarından ötürü, kıkırdaklı balıklardan daha evrim geçirmiş bir grup olarak kabul edilirler. Kavdal yüzgeçleri genellikle köpek balıklarındaki heteroserk durumunu kaybederek ya homoserk yada difiserk bir sekil kazanmıştır. Ayrıca fosil balıklarda bulunan Cosmoid veya Ganoid pullardan meydana getirilmiş zırh, bugünkü balıklarda kaybolmuştur. Beyin, dermal ve kıkırdak kemiklerden oluşmuş gerçek bir kafatası ile kuşatılmıştır. Kemikli balıkların çoğunda yüzgeçler dermal yapıda olan çok sayıdaki paralel yüzgeç ışınları tarafından desteklenir. Yalnız jeolojik devirlerde yasamış olan Crossopterygii örneklerinde çift yüzgeçlerin orta kısmında lob seklinde kalın bir yapı bulunmaktadır. Bazılarında ise çift halde bulunan yüzgeçlerin vücut ile eklem yapabilmesi için kalça ve omuz kemerleri teşekkül etmiştir. Büyük bir olasılıkla bu kemerler, daha sonra karasal omurgalılardaki üyelerin iskeletini meydana getirmişlerdir. Hava keseleri akciğer seklinde olan bazı kemikli balıklarda burun delikleri yutakla bağlantılı olduğundan sığ bataklık sularında hava ile rahatlıkla solunum yapabilirler.

Bazı örnek türler: Huso huso (Mersin morinası), Sardina pilchardus (Hakiki sardalye), Salmo trutta (Alabalik), Esox lucius (Turna balığı), Synodus saurus (Zurna balığı), Serrasalmus piraya (Piranha), Cyprinus carpio (Sazan), Eloktrophorus elektricus (Elektrikli yılan balığı), Tinca tinca (Karabalık), Silurus glanis (Yayın balığı), Exoccetus volitans (Uçan balık), Gadus euxinus (Mezgit), Hippocampus guttalatus (Deniz atı), Gambusia affinis (Sivrisinek balığı), Trachurus trachurus (İstavrit), Coryphaena hippurus (Yunus balığı)