A maioria das espécies apresenta folhas com filotaxia alternada, compostas, podendo ser pinadas ou, mais frequentemente, bipinadas. Em alguns casos, como por exemplo, em Gleditsia, ambos os tipos foliares existem na mesma planta. Algumas espécies são áfilas. Há em geral presença de estípulas que podem ser de tamanho variado, muitas vezes transformadas em espinhos. Na base da folha e dos folíolos existem articulações designadas, respectivamente, por pulvinos e pulvínulos. Muitas espécies deste grupo taxonómico apresentam nectários extraflorais especializados, geralmente localizados no pecíolo ou nas ráquis primárias e secundárias das folhas, frequentemente entre pares de pinas ou folíolos.
A estrutura floral é muito mais variada que na subfamília das Mimosoideae. As flores são zigormorfas, raras vezes actinomorfas, diclamídeas, hermafroditas (são raros os casos de flores unissexuais). A corola é carenal, variada, maioritariamente grande, embora em alguns géneros seja mediana a pequena. As flores são pentâmeras, com as pétalas livres pelo menos na base (corola dialipétala) e o cálice também dialissépalo. As pétalas são frequentemente unguiculadas. O androceu é em geral formado por 10 estames, livres ou soldados em grupos, igualando a altura das pétalas ou, mais frequentemente recobertos por elas. As anteras muitas vezes apresentam uma glândula apical estipada ou séssil. O pólen é livre, geralmente em tétradas, bi-tétradas ou políadas. O tegumento seminal não presenta "linha fissural". O óvulo é anátropo.
A prefloração é imbricada ascendente (com o estandarte interno, coberto nos bordos pelas pétalas vizinhas), raras vezes valvar. As flores agrupam-se em inflorescências globosas a espiciformes geralmente racimos, em geral medianas a grandes, raras vez pequenas e em espiga densa.
O fruto é do tipo vagem, morfologicamente muito variável, monocarpelar, seco e geralmente deiscente (nalgumas poucas espécies é indeiscente). As sementes, normalmente com um pleurograma aberto ou fechado em ambas as faces, apresentam embrião recto, com hilo apical ou subapical, pequeno. A estivação é valvar.
Em consequência, pese embora o grupo apresente características diferenciadoras significativas, a posição taxonómica do grupo esteve sujeita a debate durante muitos anos. Ao longos desse período a opinião dominante variou entre considerar o agrupamento no nível taxonómico de família (Caesalpiniaceae), com divisão em várias subfamílias, ou considerar o grupo como uma subfamília de Fabaceae. Não obstante persistirem algumas dissensões, a maioria dos taxonomistas presentemente considera o grupo ao nível de subfamília, em conjunto com Mimosoideae e Faboideae, com integração em Fabaceae.[6]
Também a circunscrição taxonómica do grupo esteve, e nalguns casos está, longe de ser consensual. Na realidade, vários estudos de filogenia molecular realizados após o ano 2000 demonstraram que o grupo, como era tradicionalmente circunscrito, era parafilético, pois as duas outras subfamílias de Fabaceae (Faboideae e Mimosoideae) estavam ambas anichadas no âmbito da subfamília Caesalpinioideae.[7][8][9][10] Em consequência, as subfamílias de Fabaceae foram reorganizadas, com segregação e troca de vários géneros, para as fazer monofiléticas.[11]
Na classificação tradicional das leguminosas, os géneros das Caesalpinioideae eram agrupados em quatro tribos: Caesalpinieae, Cassieae, Cercideae e Detarieae. A necessidade de garantir a monofilia do grupo levou a que a tribo Cercideae tenha estado incluída em algumas classificações na subfamília Papilionoideae. Actualmente, a segregação dessa tribo é consensual, em conjunto com Detarieae, sendo esse agrupamento considerado um grupo externo à subfamília Caesalpinioideae na sua presente circunscrição.[6] Em consequência, o grupo Caesalpinioideae passou a conter os seguintes subclados:[11]
De acordo com os resultados obtidos com recurso à técnicas da biologia molecular, a subfamília Caesalpinioideae na sua definição tradicional é um táxonparafilético da família monofilética das Fabaceae (Leguminosas). No passado, a tribo Cercideae e o género Duparquetia também estavam incluídos no agrupamento, mas em novas classificações foram excluídos das duas tribos remanescentes, sendo em vez disso reconhecidos como grupo basal da árvore filogenética da família Fabaceae (como as subfamílias Cercidoideae e Duparquetioideae).
Na sua presente circunscrição, a subfamília Caesalpinioideae, com base nos últimos dados filogenéticos conhecidos, foi subdividida em 3 tribos, contendo entre 120 a 170 géneros com de 2 000 a 3 000 espécies:
Tribo Caesalpinieae: As flores variam de radialmente simétricas a zigomorfas. As sépalas são geralmente livres. As folhas são na maioria das espécies bipinadas. Contém até 51 géneros:
AcrocarpusWight ex Arn.: Contém apenas uma espécie:
BusseaHarms: das cerca de 7 espécies, 5 ocorrem na África tropical e 2 em Madagáscar.
Caesalpinia (CaesalpiniaL.): as cerca de 100 espécies têm ampla distribuição nas regiões tropicais e subtropicais, mas muitas delas foram transferidas para outros géneros em 2016[21].
DelonixRaf.: com cerca de 12 espécies, maioritariamente da África Oriental, entre as quais:
Delonix regia(Bojer ex Hook.) Raf.: um endemismo do norte e oeste de Madagáscar. Cultivada como planta ornamental nas regiões tropicais e subtropicais.
ParkinsoniaL.: as cerca de 10 espécies ocorrem principalmente no Novo Mundo.
PaubrasiliaGagnon, H.C.Lima & G.P.Lewis: Contém apenas uma espécie:
Paubrasilia echinata(Lam.) Gagnon, H.C.Lima & G.P.Lewis: ocorre apenas no Brasil.
Peltophorum(Vogel) Benth.: com cerca de 12 espécies, com distribuição ampla pelos trópicos e subtrópicos.
PomariaCav. (sin.: CladotrichiumVogel, MelanostictaDC.; as espécies estavam anteriormente incluídas no género HoffmannseggiaCav.: das cerca de 16 espécies 9 ocorrem apenas nas regiões áridas e montanhosas do sudoeste dos Estados Unidos e regiões próximas do México, 3 espécies ocorrem nas regiões temperadas do leste da América do Sul e 3 espécies no sul da África.[23]
Pterogyne nitensTul.: com distribuição ampla no Brasil, no leste da Bolívia, no norte da Argentina e no Paraguai.
PterolobiumR.Br. ex Wight & Arn.: as cerca de 10 espécies com ampla distribuição, particularmente no continente asiático até à Indonésia e as Filipinas, mas também na África tropical e subtropical.
RecordoxylonDucke: as 2-5 espécies são nativas do Neotropis.
SchizolobiumVogel: as cerca de 2 espécies são nativas do Neotropis.
StachyothyrsusHarms: as cerca de 2 espécies são nativas da África tropical.
StahliaBello: Contém apenas uma espécie: (sin. de Libidibia(DC.) Schltdl.)
Tribo Cassieae: as flores são em geral acentuadamente zigomorfas (algumas pouco zigomorfas). As pétalas são no máximo soldadas na base. As folhas são simplesmente pinadas. Contém três subtribos com cerca de 21 géneros:
Subtribo Cassiinae: contém 3 géneros com cerca de 665 espécies:
CassiaL., sin.: BactyrilobiumWilld., CathartocarpusPers.): presentemente contém apenas as cerca de 30 espécies que não foram movidas para os géneros Senna e Chamaecrista (anteriormente eram mais de 70) espécies. Tem distribuição natural pantropical, com 4 espécies naturalizadas em múltiplas regiões.
ChamaecristaMoench (sin.: GrimaldiaSchrank, SoojaSiebold, Cassia subgen. LasiorhegmaVogel ex Benth., Cassia subgen. Absus(DC. ex Collad.) Symon): as cerca de 330 espécies herbáceas têm distribuição natural no Paleárctico.
MartiodendronGleason: as cerca de 5 espécies são nativas da América do Sul, das quais 3 da bacia do Amazonas e uma da Caatinga, no noroeste do Brasil, com uma espécie descrita em 2002 da Mata Atlântica do sueste do Brasil.[24]
Os géneros mais numerosos em termos de espécies são Senna (com pelo menos 350 espécies), Chamaechrista (265 espécies) e Caesalpinia (mais de 100 espécies).[6] A subfamília inclui diversos géneros com importância económica, entre os quais:
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