Les Cochlospermaceae sont principalement des arbres et des arbustes, souvent caducs, dont la sève peut être colorée. Certaines espèces de Cochlospermum possèdent de grosses tiges souterraines tubéreuses. Les feuilles sont alternes, palmatilobées et stipulées. Des domaties sont souvent présentes à l'aisselle des nervures principales.

Les fleurs sont actinomorphes ou légèrement zygomorphes, bisexuées, souvent grandes et colorées. Elles sont disposées en grappes ou en panicules axillaires ou terminaux.

Le périanthe possède 5 sépales libres, imbriqués et caducs, et 5 pétales libres, imbriqués ou contortés. Les étamines sont nombreuses, hypogynes et libres. Les anthères biloculaires, basifixes et introrses s'ouvrent par des fentes apicales. L'ovaire est supère, composé de 3-5 carpelles soudés en une seule loge contenant des placentas pariétaux (Cochlospermum) ou en 3 loges à placentation axile chez Amoreuxia. Les ovules sont nombreux. Le style est simple, avec un stigmate minuscule.

Le fruit est une capsule loculicide avec 3-5 valves. Les graines peuvent être poilues, recourbées ou droites, et renferment un albumen gras. Les cotylédons sont larges et l'embryon a la même forme que la graine.

La famille a pendant longtemps été incluse parmi les Bixaceae, mais elle en diffère par les feuilles palmées, les fruits à 3-5 valves et un albumen gras. La famille comprend 2 genres, Cochlospermum et Amoreuxia, genre répandu du sud des Etats-Unis au Pérou. Chez Cochlospermum, l'ovaire est uniloculaire et les graines sont recouvertes de poils hirsutes, alors que chez Amoreuxia, l'ovaire a 3 loges, et les graines sont légèrement poilues ou sans poils.

Les fleurs abondantes de Cochlospermum en font une plante ornementale des jardins tropicaux. Les fibres de l'écorce de Cochlospermum vitifolium sont utilisées localement pour fabriquer des cordages. Cochlospermum religiosum est une espèce indienne aux fleurs nombreuses, dont les tissus renferment une sève incolore mais parfumée, et dont les vieux arbres exsudent une gomme ambrée aux propriétés médicinales. Cochlospermum gillivraei du Queensland et quelques autres espèces fournissent du kapok.