La longitud máxima de los peces de cuatro ojos es de hasta 32 cm TL en A. microlepis, lo que convierte a esta especie en la más grande del orden Cyprinidontiformes.
Los peces de cuatro ojos sólo tienen dos ojos, pero éstos están especialmente adaptados para su estilo de vida en la superficie. En su desarrollo temprano, el hueso frontal de los peces de cuatro ojos se expande dorsalmente, lo que permite que los ojos se sitúen en la parte superior de la cabeza y parezcan abultados. Esto permite al pez ver simultáneamente por encima y por debajo del agua mientras flota en la superficie. Los ojos están divididos en mitades dorsales y ventrales, separadas por una franja de tejido pigmentado. Cada ojo tiene dos pupilas y dos córneas que filtran la luz en un solo cristalino, se refractan en hemiretinas separadas y se procesan a través de un disco óptico. La mitad superior (ventral) del ojo está adaptada para la visión en el aire y la inferior (dorsal) para la visión en el agua. La lente del ojo también cambia de grosor de arriba a abajo para compensar la diferencia en los índices de refracción del aire frente al agua. La hemiretina ventral se caracteriza por tener capas celulares más gruesas que contienen más neuronas sensoriales y una mayor agudeza visual en comparación con la hemiretina dorsal.
Los peces de cuatro ojos son portadores de vida. Junto con su género hermano Jenynsia se aparean de un solo lado, los machos «diestros» con las hembras «zurdas» y viceversa. El macho tiene rayos anales especializados muy alargados y fusionados en un tubo llamado gonopodio asociado al conducto espermático que utiliza como órgano intromitente para entregar el esperma a la hembra.