Colosteïden hebben langwerpige lichamen met naar schatting veertig wervels, de staart niet meegerekend. De schedel is plat en bestaat uit veel afzonderlijke botten, net als die van andere stegocephaliërs. Colosteïden misten otische inkepingen aan de achterkant van het hoofd, in tegenstelling tot temnospondylen en andere labyrinthodonten. Ze hadden echter grote mandibulaire en palatinale vangtanden (op de onderkaak en het dak van de mond) naast kleinere marginale tanden (aan de rand van de mond), zoals labyrinthodonten. De schedel was bedekt met brede sensorische groeven bekend als zijlijnen, die zich uitstrekten van de achterkant van de schedel tot de punt van de snuit. Bij de meeste aquatische stegocephaliërs lopen de zijlijnen ononderbroken onder de neusgaten door zodra ze de punt van de snuit hebben bereikt, of worden ze afwisselend losgekoppeld in afzonderlijke groeven die door de neusgaten worden gescheiden. Echter, colosteïden ontwikkelden een uniek alternatief: hun zijlijnen hangen zo ver onder de neusgaten dat ze contact maken met de marginale tanden, zodat de rand van de schedel verantwoordelijk is voor het onderverdelen van de groeven, in plaats van de neusgaten.
De onderkaaktanden waren groter dan de palatinale, hoewel die op het verhemelte nog steeds groot waren. Colosteïden waren uniek in vergelijking met de meeste stegocephaliërs in het feit dat een paar palatinale vangtanden aanwezig waren op de premaxillaire botten aan het uiteinde van de snuit. In combinatie met de voorwaartse positie van deze vangtanden, ontwikkelden de dentaire botten van de onderkaak aan weerszijden een inkeping nabij de symphysis (kin). De symphysis zelf wordt gevormd door een ruw botgebied aan de linker- en rechterdentaria. Deze ruwe plek wordt gevormd door een complex systeem van richels, die zijn beschreven als 'brassicaat' (gestructureerd als een bloemkool). Van alleen Megalocephalus is bekend dat deze een zulke verruwing deelt met colosteïden. De kaken waren ook uniek in het feit dat ze een enkel langwerpig gat langs hun binnenoppervlak bezaten, bekend als een exomeckeliaans foramen (of een meckeliaanse fenestra). Eerdere stegocephaliërs zoals Ichthyostega hadden een subtiele spleet in de onderkaak, terwijl de meeste latere groepen een reeks kleinere, goed gedefinieerde gaten hadden.
Carroll, RL (1988), Vertebrate Paleontology and Evolution, WH Freeman & Co., 698 pp.
Godfrey, SJ (1989) The postcranial skeletal anatomy of the Carboniferous tetrapod Greererpeton burkemorani Romer, 1969. Phil. Trans. R. Soc (Lond.), B323: 75-133.
John R. Bolt and R. Eric Lombard. 2010. Deltaherpeton hiemstrae, a New Colosteid Tetrapod from the Mississippian of Iowa, in Journal of Paleontology, vol. 84, nº 6, 2010, pp. 1135–1151, DOI:10.1666/10-020.1.
