Les Dioncophyllaceae regroupent des arbustes grimpants et persistants, ou plus souvent des lianes ligneuses, au bois tendre. Les feuilles, alternes, sont simples, exstipulées, et ont un limbe aux marges entières ou crénelées. Il y a fréquemment hétérophyllie. La nervure mediane se prolonge frequemment en deux vrilles ou crochets apicaux servant à la plante pour s'accrocher sur un support.

Ces lianes sont, au moins partiellement, hétérotrophes. Le genre Triphyophyllum possède des pièges insectivores sur les jeunes rameaux et les jeunes feuilles, qui se présentent sous forme de glandes pluricellulaires, secrétant un muciage acide et gluant.

Les fleurs sont actinomorphes et bisexuées. elles sont assemblées en cymes axillaires Le périanthe se compose de 5 sépales libres ou connés basalement, valvaires, et de 5 pétales libres, caducs et contortés, de couleur généralement blanche. Les étamines, au nombre de 10, plus rarement jusqu'à 30, sont libres et disposées sur deux verticilles, trois chez Triphyophyllum. Les anthères, biloculaires, sont basifixes, introrses, et à dehiscence longitudinale. L'ovaire est supère et uniloculaire, constitué de 2-5 carpelles soudés. Les nombreux ovules sont anatropes, bitegumentés et crassinucellés.

Les fruits sont des capsules loculicides; renfermant des graines discoides et ailées possédant un endosperme abondant et un embryon bien différencié.