La famille est tropicale et subtropicale, absente du sud de l'Afrique et de l'Australie, mais dont les centres de diversité sont les régions tropicales des Amériques d'une part, et l'Afrique de l'ouest d'autre part. Quelques rares espèces, comme Picrasma quassioides et Ailanthus altissima sont originaires de régions tempérées asiatiques.

L'anatomie des Simaroubaceae présente quelques particularités : on trouve un periderme superficiel, de l'oxalate de calcium en macles ou en prismes, des poils tecteurs unicellulaires à parois épaisses, des poils sécréteurs à pied court et à tête pluricellulaire. Est aussi un présent un appareil sécréteur interne : canaux sécréteurs perimedullaires chez certains Ailhantus, Brucea, Picrolemma, Simaruba, cellules à essence ; poches lysigènes à gomme dans la moelle des Irwingia. Les substances produites sont caractéristiques : ce sont les lactones triterpenoides ou simaroubalides, très amères.

Les fleurs sont regroupées en racèmes, panicules, cymes ou plus rarement épis ou encore solitaires, axillaires. Généralement petites, elles sont bisexuées ou unisexuées, avec andromonécie ou dioecie, plus rarement monécie, et actinomorphes. Le receptacle développe parfois un gynophore ou un androgynophore. Le calice se compose de 4-5 ou 8 sépales plus ou moins connés, imbriqués ou valvaires. Les 4-5 ou 8 pétales sont libres, imbriqués, contortés ou valvaires. L'androcée se compose de 4-5 ou 8 mais est parfois diplostémone avec 8-16 étamines. Elles sont alternipétales et libres. Les filets possèdent souvent à leur base un appendice squamiforme pubescent ou non, et caractéristique de la famille. Les anthères sont versatiles, dorsifixes, plus rarement basifixes (Soulamea) ou ventrifixes (Ailanthus), et à dehiscence longitudinale, introrse ou plus rarement extrorse à latrorse (Soulamea, Ailanthus). Un disque est généralement présent. L'ovaire est supère, avec 2-5 carpelles parfois libres ou faiblement soudés à la base. La placentation est axile, et on trouve 1-2 ovules pendants, épitropes ou anatropes par loges. Les 2-5 styles sont connés ou libres.

Les fruits sont de nature schizocarpiques, composés de monocarpes drupacés ou samaroides. Les graines contiennent ou non de l'endosperme, et les embryons sont droits ou courbes.

Le vernis du Japon, Ailanthus glandulosa, devenu subspontané et envahissant en Europe occidentale, est un arbre ornemental apprécié. De même, Kirkia acuminata est arbre commun et attrayant, possédant un bois coloré est utilisé en ebenisterie. Ses racines enflées contiennent un liquide apprecié en périodes de secheresse.

La plupart des Simroubaceae sont exploitées pour leurs substances amères : Quassia amara fournit le bois de Surinam, son écorce sert à préparer des boissons toniques, mais elle entre aussi dans la composition de certains insecticides. Le genre Picrasma, possède les memes propriétés. Le genre Picramnia, de l'Amérique tropicale, a un interet medicinal. Par exemple, P. antidesma des Antilles et d'Amérique centrale, posède des feuilles amères et une écorce au gout de reglisse. Cette espèce est encore employée localement, et sont ecorce fut autrefois exportée en Europe pour traiter l'érysipèle et les maladies veneriennes. Le petit arbre malais Eurycoma longifolia, est traditionllement utilisé en Asie tropicale contre les fièvres et comme tonique, bien que, suite à une idée non vérifiée, il est parfois en regression du fait d'une cueillette intense, pour son écorce sensée avoir des vertus aphrodisiaques. Enfin, les fruits de certaines especes du genre Brucea servent à traiter la dysenterie.