Die maximale Länge der vieräugigen Fische beträgt bei A. microlepis bis zu 32 cm TL, was diese Art zur größten in der Ordnung der Cyprinidontiformes macht.
Vieräugige Fische haben nur zwei Augen, aber die Augen sind speziell an ihre oberflächenbewohnende Lebensweise angepasst. In der frühen Entwicklung dehnt sich das Stirnbein der vieräugigen Fische dorsal aus, so dass die Augen oben auf dem Kopf positioniert werden können und wulstig erscheinen. Dadurch kann der Fisch gleichzeitig über und unter Wasser sehen, während er an der Oberfläche schwimmt. Die Augen sind in eine dorsale und eine ventrale Hälfte unterteilt, die durch einen pigmentierten Gewebestreifen getrennt sind. Jedes Auge hat zwei Pupillen und zwei Hornhäute, die das Licht auf eine Linse filtern, auf getrennte Hemiretinas brechen und über einen Sehnervenkopf verarbeitet werden. Die obere (ventrale) Hälfte des Auges ist für das Sehen in der Luft angepasst, die untere (dorsale) Hälfte für das Sehen im Wasser. Auch die Linse des Auges ist von oben nach unten unterschiedlich dick, um den Unterschied zwischen den Brechungsindizes von Luft und Wasser auszugleichen. Die ventrale Hemiretina zeichnet sich durch dickere Zellschichten aus, die mehr sensorische Neuronen enthalten und eine höhere Sehschärfe als die dorsale Hemiretina aufweisen.
Vieräugige Fische sind Lebendgebärende. Zusammen mit ihrer Schwestergattung Jenynsia paaren sie sich nur auf einer Seite, rechtshändige Männchen mit linkshändigen Weibchen und andersherum. Das Männchen hat spezialisierte Analstrahlen, die stark verlängert und zu einer Röhre verschmolzen sind, die Gonopodium genannt wird und mit dem Samenleiter verbunden ist, den es als intromittierendes Organ benutzt, um Spermien zum Weibchen zu bringen.