O comprimento máximo dos peixes de quatro olhos é de até 32 cm TL em A. microlepis, tornando esta espécie a maior na ordem dos Cyprinidontiformes.
Os peixes de quatro olhos têm apenas dois olhos, mas os olhos são especialmente adaptados para o seu estilo de vida à superfície. Em desenvolvimento precoce, a espinha frontal do peixe de quatro olhos expande-se dorsalmente permitindo que os olhos fiquem posicionados no topo da cabeça e pareçam salientes. Isto permite que o peixe veja simultaneamente acima e abaixo da água enquanto flutua à superfície. Os olhos são divididos em metades dorsal e ventral, separados por uma tira pigmentada de tecido. Cada olho tem duas pupilas e duas córneas filtrando a luz em uma lente, refraindo em hemiretinas separadas e processadas através de um disco óptico. A metade superior (ventral) do olho é adaptada para a visão no ar, a metade inferior (dorsal) é adaptada para a visão na água. A lente do olho também muda de espessura de cima para baixo para compensar a diferença nos índices de refracção do ar em relação à água. A hemiretina ventral é caracterizada por camadas celulares mais espessas contendo mais neurônios sensoriais e uma acuidade visual aumentada em comparação com a hemiretina dorsal.
Os peixes de quatro olhos são portadores vivos. Juntamente com o seu género irmão Jenynsia acasalam apenas de um lado, os machos “mão direita” com as fêmeas “mão esquerda” e vice versa. O macho tem raios anais especializados que são muito alongados e fundidos num tubo chamado gonopodium associado ao ducto espermático que ele usa como órgão intromitente para entregar o esperma à fêmea.