Chúng là thành viên còn lại của họ Castoridae gồm có một chi duy nhất là Castor. Nghiên cứu di truyền học cho thấy hải ly Bắc Mỹ và hải ly châu Âu là hai loài khác biệt và việc lai giống giữa chúng là không thể. Hải ly có quan hệ gần với sóc (Sciuridae), giống nhau ở một số đặc tính kì dị về hình thể như xương sọ và xương hàm dưới. Ở sóc, hai xương chính (xương chày và xương mác) của phần nửa dưới của chân là tách rời, đuôi tròn và có nhiều lông, thích sống trên cây và trên cạn. Ở hải ly, các xương nói trên nằm gần sát nhau ở phần dưới, đuôi dẹp, rộng bản và có vảy, thích sống dưới nước.[4]

Hải ly châu Âu và hải ly châu Mỹ có thể phát triển dài đến 0,61 mét (cộng đuôi dài 250 mm). Chủ yếu chúng sống dưới nước, không di chuyển trên đất trừ khi bị bắt buộc phải làm vậy. Chúng là loài vật kiếm ăn lúc tranh tối tranh sáng hơn là loài vật ăn đêm, có nghĩa là chúng hoạt động vào lúc bình minh và hoàng hôn,[5] và sinh sống phần lớn nhờ vào vỏ và nhành cây hay rễ của các loài thực vật dưới nước. Chúng được biết là ăn cỏ dọc theo bờ sông và suối.

Hải ly châu Âu

Hải ly châu Âu (Castor fiber) bị săn bắt gần như tuyệt chủng tại châu Âu để lấy da và xạ hải ly, một chất tiết ra từ tuyến xạ của nó được tin là có dược tính. Tuy nhiên hiện nay, hải ly đang được nuôi lại khắp châu Âu. Một vài ngàn con sống trên sông Elbe, sông Rhone và các nơi ở Scandinavia. Một quần thể hải ly đang sinh sôi tại đông bắc Ba Lan. Hải ly châu Âu cũng trở lại các bờ sông Morava ở Slovakia và Cộng hòa Séc. Chúng đang được nuôi lại ở Scotland,[6] Bavaria, Áo, Hà Lan, Serbia và Bulgaria và đang mở rộng đến các nơi khác.

Tháng 10 năm 2005, sáu con hải ly châu Âu được đưa lại nuôi ở Đảo Anh tại Gloucestershire; tháng 7 năm 2007, một đàn gồm bốn con hải ly châu Âu được nuôi ở Martin Mere tại Lancashire,[7] và có các chương trình nuôi hải ly lại tại Scotland và Wales.[8][9]

Hải ly châu Mỹ

Hải ly châu Mỹ (Castor canadensis), còn được gọi là hải ly Canada (cũng là tên của một phân loài), tại Bắc Mỹ chỉ gọi đơn giản là beaver (hải ly), là thú bản địa của Canada, phần lớn Hoa Kỳ và vài nơi ở miền bắc Mexico. Đặc điểm chính phân biệt giữa C. canadensis và C. fiber là hình dạng xương mũi trên hộp sọ.[4] Loài này được di thực vào vùng Tierra del Fuego của Argentina và Chile cũng như ở Phần Lan, Pháp, Ba Lan và Nga.

Thực phẩm ưa thích nhất của hải ly châu Mỹ là súng vàng (Nuphar luteum) mọc ở đáy hồ và sông.[10] Hải ly cũng gặm vỏ cây bạch dương, dương rung và liễu; nhưng vào mùa hè chúng ăn các loại cỏ khác nhau cũng như các loại quả mọng.

Hải ly thường bị đánh bẫy để lấy da. Suốt đầu thế kỷ 19, việc đánh bẫy đã làm tuyệt chủng loài thú này khỏi các vùng lớn nơi sinh sống gốc của chúng. Tuy nhiên sau khi được bảo vệ, cấm săn bắt, hải ly châu Mỹ gần như hoàn toàn sinh sôi trở lại vào thập niên 1940. Da hải ly được dùng làm quần áo và mũ. Việc thám hiểm Bắc Mỹ xưa kia có chủ đích là tìm da của loài thú này. Người bản thổ và những dân định cư kia xưa cũng ăn thịt loài thú này. Số lượng hải ly hiện tại được ước đoán có khoảng 10 đến 15 triệu con; có ước tính nói rằng số lượng hải ly châu Mỹ có lẽ vào một thời điểm nào đó lên đến 90 triệu con.[11]

Hải ly khổng lồ

Hải ly Bắc Mỹ khổng lồ (Castoroides ohioensis) là một trong những loài gậm nhấm lớn nhất từng tiến hóa. Kích thước của nó bằng một con gấu đen châu Mỹ nhỏ và nó biến mất cùng với những loài thú có vú lớn khác trong sự kiện tuyệt chủng trong thế Holocen xảy ra khoảng 13.000 trước đây.