Nelisilmäisten kalojen maksimipituus on A. microlepis -lajilla jopa 32 cm TL, mikä tekee tästä lajista suurimman lajin järjestyksessä Cyprinidontiformes.
Nelisilmäisillä kaloilla on vain kaksi silmää, mutta silmät ovat erityisesti sopeutuneet niiden pinnalla elämiseen. Varhaiskehityksessä nelisilmäisen kalan otsaluu laajenee selkäsuuntaisesti, jolloin silmät asettuvat pään yläosaan ja näyttävät pullistuneilta. Näin kala näkee samanaikaisesti veden ylä- ja alapuolelle kelluessaan pinnalla. Silmät on jaettu selkä- ja vatsapuoliskoihin, jotka on erotettu toisistaan pigmentoituneella kudoskaistaleella. Kummassakin silmässä on kaksi pupillia ja kaksi sarveiskalvoa, jotka suodattavat valon yhteen linssiin, taittavat sen erillisiin hemiretiiniin ja käsittelevät sen yhden näköhermolevyn kautta. Silmän ylempi (ventraalinen) puolikas on sopeutunut näkemiseen ilmassa ja alempi (selkäpuolisko) näkemiseen vedessä. Silmän linssin paksuus muuttuu myös ylhäältä alaspäin kompensoidakseen ilman ja veden taitekertoimien eroja. Ventraaliselle hemiretinalle on ominaista paksummat solukerrokset, jotka sisältävät enemmän sensorisia neuroneja, ja suurempi näöntarkkuus verrattuna dorsaaliseen hemiretinalle.
Nelisilmäiset kalat ovat elävänä eläviä. Yhdessä sisarsukunsa Jenynsia-suvun kanssa ne parittelevat vain toispuoleisesti, oikeakätiset urokset vasenkätisten naaraiden kanssa ja päinvastoin. Uroksella on erikoistuneet peräaukkosäteet, jotka ovat voimakkaasti pidentyneet ja sulautuneet gonopodium-nimiseksi putkeksi, joka liittyy siittiökanavaan, jota uros käyttää sisäpuolisena elimenä luovuttaakseen siittiöitä naaraalle.