Les fleurs, actinomorphes, sont bisexuées et regroupées en racèmes ou en panicules terminaux. Elles sont généralement apérianthées. Les étamines sont nombreuses, au nombre de 40-70, ou réduite à 4 chez Tetracentron, et disposées et 3-4 verticilles entourant un ovaire supère formé de 6-17 carpelles légèrement soudés aux stigmates libres. Chaque carpelle contient un ou 15-30 ovules pendants, disposés en deux rangs le long de la suture ventrale.

Le fruit est un ensemble de follicules polyspermes, à déhiscence ventrale. Les graines ont un albumen gras et un embryon minuscule.

La famille est vraisemblablement rattachée aux Winteraceae et aux Illiciaceae. Le bois ne contient pas de vaisseaux, un caractère qu'il partage avec ces familles. Le genre Euptlea est fréquemment placé dans cette famille même s'il peut être aussi placé dans les Eupteleaceae. Il diffère de Trochodendron par ses carpelles libres et stipités, et par ses fruits ailés. L'inclusion de Tetracentron est plus contestable, ce genre est aussi parfois considéré en tant que famille séparée, les Tetracentraceae.