Lớp hai lá mầm có đặc trưng bởi phôi có hai lá mầm, đôi khi 1 rất ít khi 3 hoặc 4. Trong lá mầm thường có 3 bó mạch. Lá hầu hết có cuống, gân lá chủ yếu hình mạng, lông chim hay chân vịt. Dấu tích vết là thường 1 đến 3, ít khi nhiều hơn. Hoa chủ yếu mẫu 5, một số mẫu 4, những đại diện nguyên thủy có hoa mẫu 3. Hạt phấn thường có 3 rãnh hay 3 lỗ, những họ mang tính chất nguyên thủy chỉ gồm 1 rãnh hay 1 lỗ và hiếm khi là 2 rãnh.
Ngoài những tính chất đặc trưng đã nêu, 1 số đại diện riêng lẻ lại có những đặc điểm: phôi có khi chỉ có 1 lá mầm do lá mầm thứ 2 bị tiêu giảm hay do 2 lá mầm dính nhau thành 1; có gân hình cung, trong thân có bó mạch kín xếp lộn xộn, có hoa mẫu 3,… (Họ Súng, Mao lương, Hồ tiêu…) điều này cho thấy mối quan hệ giữa lớp Hai lá mầm và Một lá mầm.
Lớp có khoảng 125 bộ, 440 họ, 10.500 chi với khoảng 195.000 loài.