Il s'agit d'arbres ou d'arbustes persistants.

Les Cupressaceae présentent trois types de feuilles, les deux premiers ne s'observant plus ou moins tardivement à la maturité de l'individu, le dernier type étant une forme juvénile, quelquefois présente chez les formes adultes de certaines espèces (Juniperus oxycedrus, J. communis) :

- le type cupressoïde : les feuilles sont opposées et squamiformes et, dans les paires successives, elles sont toutes semblables ; les rameaux sont cylindriques ou plus ou moins tétragones. La plupart des Cupressus ont à l'état adulte des feuilles de ce type, mais on les trouve aussi chez certains Juniperus, comme le Juniperus sabina.

- le type thuyoïde : les feuilles de la plante adulte sont encore opposées et squamiformes, mais de forme différente d'une paire à l'autre : on rencontre alternativement deux feuilles aplaties dans le plan de leur limbe, puis deux feuilles pliées chacune suivant la nervure médiane, celle-ci forme la tranche du rameau feuillé, qui apparaît comme aplati. C'est notamment le cas des Thuya et des Chamaecyparis.

- le type oxycedroïde : les feuilles sont aciculaires et pseudo-verticillées.

Des glandes résinifères sont fréquemment présentes à la surface abaxiale de ces feuilles.

Le cône mâle est solitaire, terminal ou axillaire, composé de 6-16 microsporophylles décussées ou verticillées portant chacune 3-6 sacs pollinique.

Le cône femelle est petit et souvent globuleux, ovoïde ou oblong, d'un diamètre n'excédant pas 4 cm, déhiscent ou indéhiscent à maturité. La maturation se fait en 1-3 ans. Il est formé de 1 à 8 verticilles de pièces opposées ou alternes représentant la bractée et l'écaille soudées entre elles. Elles portent de 1 à 40 ovules dressés suivant les genres. Les écailles deviennent ligneuses ou charnues, et plates ou peltées à la maturation.

Les graines sont parfois ailées. La germination est épigée, et la plantule possède généralement deux cotylédons, mais chez certains genres, ce nombre est compris dans une fourchette allant de 3 à 6 cotylédons.

Le polymorphisme foliaire des Cupressaceae ne permet pas de caractériser aisément les différents genres. On les distingue donc par la forme des cônes, selon quatre sous-familles.

Les Cupressoideae (Cupressus, Chamaecyparis, Fokienia) sont un groupe originaire de l'hémisphère Nord, aux cônes femelles ligneux et sphériques.

Les Actinostroboideae (Actinostrobus, Tetraclinis, Callitris, Widdringtonia, Fitzroya, Diselma) sont surtout localisées dans l'hémisphère Sud.

Les Thujopsidoideae (Libocedrus, Thuja, Thujopsis).

Les Juniperoideae ne comportent un seul genre (Juniperus) et 40 espèces. D'après Hagerup (1934), le cône femelle des Juniperus constitue une fleur présentant au sein des Gymnospermes une ébauche d'angiospermie : il suffirait en effet que les trois ensembles bractée-écaille se soudent dès la formation du cône pour que l'on obtienne un ovaire clos d'Angiosperme type Caryophyllales. Mme Lemoine-Sébastian a montré en 1968 que les cônes femelles des Gymnospermes sont en réalité des inflorescences ; on ne peut donc homologuer ce cône à un ovaire.
La morphologie foliaire permet de distinguer deux groupes de Juniperus : le groupe sabina, qui comporte des Juniperus méditerranéens à feuillage cupressoïde (rameaux non piquants), et le groupe oxycedrus à feuilles piquantes.

Ici, la famille est considérée à son sens strict : de nombreux auteurs y adjoignent les Taxodiaceae. La séparation des deux famille est supportée par des preuves moléculaires et morphologiques : les Cupressaceae forment une branche monophylétique dérivant de celle menant aux Taxodiaceae. Toutefois, il n'existe pas non plus de différences fondamentales entre les deux familles (J. E. Eckenwalder 1976, R. A. Price 1989).

Une majorité de genres sont monospécifiques, les autres genres ayant une distribution disjointe ou relictuelle. Seul le genre Juniperus, dont les graines sont dispersées par les oiseux, possède une distribution s'étendant sur la presque totalité de l'hémisphère nord.

La famille est très ancienne : un fossile de Cupressaceae a été daté du Jurassique (C. N. Miller Jr. 1988). Son importance et sa répartition géographique devaient être prépondérante durant le début de l'Ere Tertiaire.