海马因其头部酷似马头而得名。虽然海马的外形和我们常见的鱼类有较大的差别，但是它的生理结构却明显具有鱼类的特点：用鳃呼吸，有脊椎骨，有背鳍、胸鳍和臀鳍。因此生物学家将海马列入鱼类。

和常见鱼类的枝状骨骼不同，海马的身体是由环状的骨头支撑的。这些“骨环”的数量有的10个，有的13个。雄海马的头和身体具有发达的刺，体呈淡棕色，并散布有褐色小点，尾部腹面具有一个育儿袋。雌海马的身体较平滑，色泽均匀。

海马的两只眼睛能够分别单独旋转。在觅食时，海马发现小型甲壳动物后会用头部前端呈管状的吻将其带水一起吸进嘴里，然后再将水吐出。海马的吻管内壁生有许多微小而细长的绒毛，可以代替鳃耙，防止进入口中的食物又随着海水一起被吐出。