海马属头侧扁，头每侧有2个鼻孔，头部弯曲与体近直角，鱼体粗侧扁，完全包于骨环中；嘴是尖尖的管形，口不能张合，因此只能吸食水中的小动物为食物，眼睛可以分别地各自向上下、左右或前后转动；胸腹部凸出，躯干部由10～12节骨环组成，一般体长15～30厘米左右；尾部细长呈四棱形，尾端细尖，能卷曲握，常呈卷曲状；头部弯曲，与躯干部成一大钝角或直角，顶部具突出冠，冠端具小棘；吻呈管状；口小，端位；鳃孔小；全身完全由膜骨片包裹，有一无刺的背鳍，无腹鳍和尾鳍。
海马的游泳姿势十分优美，鱼体直立水中，完全赖以背鳍和胸鳍高频率地作波状摆动（每秒钟10次）而作缓慢的游动（每分钟仅达1～3米）。海马的活动一般多在白天（上午和下午），晚上则呈静止状态。海马在水质变劣、氧气不足或受敌害侵袭时，往往因咽肌收缩而发出咯咯的响声，这给养殖者发出“求救”的信号，但在摄食水面上的饵料时也会发声，应加以区别。
因为所有海洋生物都喜欢吃桡足生物，所以它们对掠食者靠近产生的水纹波动极端敏感。桡足类生物一旦侦知敌人靠近，每秒游动的距离可以超过自身长度的500倍。相形之下，以飞快奔驰著称的猎豹，每秒的行进速度也不过是它们身长的30倍。
海马和海龙的雌雄鉴别很简单，就是雄鱼有腹囊（俗称：育儿袋），而雌鱼没有腹囊。
雄性海马确实从不跟它们的孩子一起玩耍，但是它们在另外一个方面胜过人类父亲——生育后代。海马是地球上一种由雄性生育后代的动物。