Les Zygophyllaceae sont une famille d'arbustes caducs ou persistants, et plus secondairements d'arbres ou de plantes herbacées annuelles ou vivaces, dont beaucoup sont xérophiles ou halophiles. Les rameaux sont parfois articulés aux noeuds, et la croissance est généralement de type sympodiale.

Les feuilles sont charnues ou coriaces, généralement opposées, rarement alternes, avec des stipules opposées, libres ou connées, parfois épineuses, parfois persistantes. Elles sont pennées, plus rarement simples ou trifoliolées. Le limbe est pétiolé, pétiolulé dans le cas des feuilles pennées, et les marges sont généralement entières.

Les fleurs sont solitaires ou regroupées en racèmes ou cymes axillaires ou terminaux. Hypogynes, généralement actinomorphes, parfois legerement zygomorphes, elles sont unisexuées, excepté chez Neoluederitzia où elles sont unisexuées avec dioecie.

Il y a 4-5 sépales libres, valvaires ou imbriqués, et 4-5 pétales libres, généralement imbriqués ou convolutés, rarement valvaires, exceptionellement absents. Il y a 4-5, 8-10 ou 12-15 étamines libres, formant une androcée iso-, diplo- ou triplostémone, le verticille externe étant opposé aux pétales. Les filets sont souvent dotés d'une écaille à la base, et les anthères sont basifixes ou versatiles, à déhiscence introrse et longitudinale. Un disque est habituellement présent, portant souvent des glandes extra- ou intrastaminales. L'ovaire est supère, généralement formé de 5, plus rarement 2-6, carpelles soudés, formant 2-6 loges. Il est sessile ou courtement stipité. IChaque loge renferme 1 ou plusieurs ovules pendants ou ascendants, sur des placentas axiles. Les stigmates lobés ou aplatis sont sessiles ou sur un style court et terminal.

Le fruit est généralement une capsule loculicide ou septicide, ou un schizocarpe donnant plusieurs mericarpes, ou encore plus rarement une baie ou une drupe. Les graines ont un embryon droit ou légèrement courbé éventuellement entouré d'albumen.

La famille appartient clairement au complexe Sapindales-Geraniales-Polygalales, mais tout lien plus précis reste difficile à établir. Il semble toutefois que la famille des Rutaceae semble être la plus proche.

La famille est divisée en 5-6 sous-familles, principalement sur la base de la structure du fruit. Certains genres ont été isolés dans leur propre famille (Balanitaceae, Nitrariaceae, Peganiaceae..).

Plusieurs espèces de Guaiacum, particulièrement G. officinale et G. sanctum, d'Amérique tropicale et des Antilles, sont la source de bois de gaïac, un bois lourds et résistant. Le Guaiacum officinale fournit un bois propre à faire des poulies et des roulettes, et une résine qui, bleuissant par oxydation, sert de réactif aux oxydases. Les fruits de certaines espèces de Balanites et de Nitraria sont comestibles. Les arbres tropicaux américains Bulnesia arborea et B. sarmienti fournissent un bois utile ainsi qu'une huile essentielle utilisée en parfumerie. Neoschroetera tridentata, du Mexique, a des usages médicinaux et ses boutons floraux servent de condiments, comme ceux de Zygophyllum fabago. Les graines de l'espèce méditerranéenne Peganum harmala fournissent une teinture rouge.