Các thành viên của chi Centropyge có kích thước nhỏ nhất so với những chi còn lại trong họ. Chiều dài của Centropyge đa số không vượt quá 10 cm. Đây cũng là chi có số lượng loài đông nhất trong họ. Các loài thuộc các chi Pygoplites, Apolemichthys, Chaetodontoplus và Genicanthus có chiều dài dao động trong khoảng từ 15 đến 35 cm, trong khi các loài của chi Holacanthus và Pomacanthus có kích thước lớn hơn, dao động từ 30 đến 50 cm. Loài lớn nhất trong họ là Pomacanthus arcuatus với chiều dài cơ thể đạt đến 60 cm.

Các loài cá bướm gai có thân dẹt về phía sau, màu sắc tươi sáng và sặc sỡ, nhưng cũng có nhiều loài với màu sắc sẫm tối, như Centropyge nox có màu đen hoàn toàn. Cá bướm gai có họ hàng gần với họ Cá bướm, nhưng cá bướm gai có gai cứng ở mỗi bên nắp mang.

Một số loài trong chi Centropyge là loài mẫu để cá đuôi gai con Acanthurus pyroferus bắt chước kiểu màu, là Centropyge flavissima, Centropyge vrolikii hay Centropyge heraldi. Bên cạnh đó, một loài còn có thể có nhiều kiểu hình khác nhau tùy theo khu vực địa lý mà chúng sinh sống, như C. flavissima[2], Centropyge loricula[3] hay Pygoplites diacanthus[4].

Holacanthus, Pomacanthus và Chaetodontoplus có sự khác biệt về hình thái giữa cá con và cá trưởng thành, đặc biệt là ở Chaetodontoplus và Pomacanthus. Trong khi đó, Genicanthus bao gồm tất cả những loài dị hình giới tính, tức cá đực và cá cái có sự khác biệt rõ rệt về hình thái. Centropyge cũng có một số loài là dị hình giới tính, nhưng không thể hiện rõ như Genicanthus.