形体很小，一般只有1毫米左右，最大也不过7毫米。形态多变，有角锥状、梳状、耙状、台状等。

分布于寒武纪至三叠纪的海相地层中，特别是石灰石中数量特别多，是一类重要的微体古生物化石。

化石可用于地层的划分、对比。因为其进化速度很快，随着地质年代的推移，它们在形状上有很多细部会发生变化，所以每一组连续不断的地层，都可由不同的牙形类组合来区别其各层的特点。此外，牙形类分布区域极为广阔，在世界许多地方都有相同或相似的种被发现。在石油地质研究中也具有十分重要的意义，其颜色是有机变质的重要标志。依据其颜色可以判断石油有机成熟度，并得知成油/气窗口，进而圈定油、气远景区。

牙形类化石主要根据其形态进行分类。最古老的牙形类可追溯至寒武纪早期，它们大体上都是单锥型的。复合型的牙形类开始出现于奥陶纪，到志留纪时涌现出许多不同的种类，有单锥型、棒条型和叶片型。数量最多且形状变异最大的时期是在泥盆纪。据研究，当时掌片属（Palmatolepis）的牙形类曾达50多个种和亚种，其他高台型的也很普遍。到泥盆纪以后，牙形类开始在数量上减少且形体变化亦随之降低。到二叠纪时几近灭亡，不过它们在三叠纪时曾有再次出现的迹象。到三叠纪末期即全部灭绝，其原因始终是一个未解之谜。牙形动物是显生宙最早出现的生物门类之一。现已证明，牙形类是牙形动物的口咽器官。起牙齿作用的台型牙形类和起过滤作用的复合型牙形类是牙形动物体内活动最多的器官，天天进食，时刻运动。随着地质历史时期食物链的变化，牙形类进化的速度也最快。自从德国古生物学家H.C.潘德尔^[注]1856年在波罗的海地区发现牙形类以来，有关牙形类的生物属性的争论就从来没有停止过。这种奇怪的多刺的齿状化石曾被归入到鱼类、环节动物、节肢动物、头足动物、袋虫类、腹毛类、毛颚类、动吻类，甚至植物等18种不同的生物门类。可以说，没有任何一种化石门类像牙形类那样扑朔迷离。在20世纪80年代以前是鱼类假说和环节动物假说占主导。自1983年在苏格兰的下石炭统发现牙形动物软体化石以后，牙形动物就被归属到一种早期的脊椎动物，并被认为是部分脊椎动物的祖先。牙形动物可能与现代的七鳃鳗（俗称八目鳗）很相似。

牙形类由碳磷灰石、细晶磷灰石组成，含有微量的有机质和氨基酸，通常都是以酸泡的方式从石灰岩中（加入10%～15%的醋酸）获取。其成分因不溶于醋酸而聚于溶液的残渣中，人们将残渣冲洗、晾干，之后用显微镜找出牙形类个体，或者将残渣放入诸如三溴甲烷之类的重液体中，通过重液分离的方法将其从残渣中提取出来。