Большинство видов — небольшие пиявки (длиной до 2—3 см), хотя отдельные представители, например, Haementeria ghilianii, достигают в длину 45 см, таким образом являясь, наоборот, самыми крупными представителями пиявок[3][4]. Тело плоское, листообразное, широкое, имеет цвет от совсем светлого до бурого, часто полупрозрачное, со сложным узором из пятен и полос на теле. Для северных форм показано явление меланизма[5].
Тело сегментированное. Полный сегмент (сомит) в типе состоит из трёх колец, которые у Torix могут сливаться. Отдельные сегменты, наиболее передние и наиболее задние, могут включать меньшее число колец.
Улитковые пиявки не способны плавать, они ползают по водным растениям и другим предметам, пользуясь своими присосками как органами прикрепления. При передвижении они медленно «шагают», изгибая своё тело дугою наподобие гусеницам пядениц.
Имеется мускулистый хобот. Для ряда видов показано наличие вблизи передней части желудочно-кишечного тракта наличия эзофагеальных органов, содержащих бактериальных симбионтов[6]. Характерно наличие 6—7 (до 9 у Hyperboreomyzon[7]) пар карманов (отростков) желудка, служащих для временного запасания поглощённых питательных веществ. Задняя пара карманов, как правило, длиннее прочих, может ветвиться и тянется вдоль кишечника. Кишечник также образует 4 пары небольших карманов.
Дыхание, как и у большинства пиявок, совершается непосредственно через кожу. Присутствует брюшной и спинной кровеносные сосуды.
Коконы тонкостенные. Характерна забота о потомстве. Коконы с яйцами самка вынашивает на брюшной стороне тела. Вышедшая из яиц молодь некоторое время остаётся на теле матери, питаясь вместе с нею её добычей[8].