Peștii cartilaginoși, cum ar fi rechinii, rațele și razele, sunt vertebrate al căror schelet intern este alcătuit în întregime din cartilaj și nu conține oase osificate. Peștii cartilaginoși sunt, de asemenea, cunoscuți sub numele de Chondrichthyes și au una sau două înotătoare dorsale, o înotătoare caudală, o înotătoare anală și înotătoare ventrale care sunt susținute de centuri ale scheletului intern.

Scarpele placoidale, sau dinții dermici, sunt caracteristice pielii atât a rechinilor, cât și a razelor. Atingerea pielii de rechin este similară cu cea a hârtiei de șmirghel și a fost folosită ca atare timp de mulți ani. Dinții mici care ies din piele variază la fiecare specie de rechin. Vârful dintelui este format din dentină cu o suprapunere de smalț dentar, în timp ce partea inferioară a dintelui este făcută din os, care ancorează dintele de piele.

Pelea razelor este goală pe alocuri, adică fără dinți dermici, dar pe partea din spate sau pe suprafața superioară a cozii, dinții dermici au dezvoltat spini mari și puternici.

Dinții maxilarelor atât la rechini cât și la raze sunt de fapt dinți dermici modificați, care sunt pierduți atunci când se uzează și sunt înlocuiți cu rânduri de dinți noi din spațiul din spate. La unele specii de rechini, maxilarul arată ca o linie de asamblare, cu dinți noi care umplu imediat spațiile.

Atât rechinii cât și razele respiră prin branhii și au o deschidere numită spiracol pe ambele părți ale capului, în spatele ochiului. Spiraclul le permite razelor, care se îngroapă adesea în nisip, și rechinilor care se odihnesc pe fundul mării să ia apă, să o pompeze prin camera branhială și să o elibereze prin fantele branhiale fără să ia cantități mari de noroi și nisip. Acești pești iau de obicei apă respiratorie prin gură, extrag oxigenul din apă în branhii și îl elimină prin fantele branhiale.

Peștii cartilaginoși sunt împărțiți în două subclase pe baza fantelor branhiale și a altor caracteristici. Prima este cea a Elasmobranchilor, care au cel puțin cinci fante branhiale și branhii pe fiecare parte, un spiracol în spatele fiecărui ochi, dinți dermici pe suprafața superioară a corpului, o mandibulă cu dinți și o mandibulă superioară care nu este atașată ferm de craniu. Din acest grup fac parte rechinii (Selachii), racilele și rațele (Rajiformes). Chimerașii (Holocephali) au câte o deschidere branhială pe fiecare parte, plăci dentare și un craniu cu maxilarul superior atașat ferm.

Peștii cartilaginoși nu au vezică de înot, astfel că o mișcare de înot trebuie menținută continuu, chiar și atunci când dorm, altfel se vor scufunda pe fund. Aripioara caudală a rechinului asigură forța de propulsie în înot, aripioara dorsală asigură echilibrul, iar aripioarele pectorale sunt folosite pentru forța ascendentă și cârme de adâncime.

Corpul aplatizat și coloana vertebrală din spate a razelor face ca mișcarea lor de înot să fie unică și complet diferită de cea a rechinilor. Corpul mare și aplatizat al razelor s-a contopit cu aripioarele pectorale, ceea ce produce valuri verticale dinspre față spre spate, asemănătoare cu cea a unei păsări în zbor.

Chimenii își folosesc aripioarele pectorale atunci când înoată, bătând aceste aripioare simultan pentru propulsie sau, alternativ, pentru a schimba direcția. Această metodă este foarte eficientă pentru acest grup de pești cartilaginoși, dar este observată cel mai des la peștii osoși.

Aripioarele pectorale la peștii cartilaginoși masculi sunt folosite și pentru împerechere. Partea din spate a înotătoarei pectorale este modificată ca organ copulator. Toți peștii cartilaginoși au fecundare internă. Unele specii sunt ovipare, sau ouătoare, iar altele sunt ovoviparoide, eclozând ouăle în interiorul femelei și dând naștere la pui vii. Încă altele pot fi vivipare, puii dezvoltându-se în uter, la fel ca la mamifere, sacul vitelin dezvoltându-se într-o placentă vitelină care furnizează substanțe nutritive embrionului.

Doar razele adevărate, speciile de rechini care trăiesc în apropierea fundului mării, și chimerele depun ouă. Ouăle sunt adesea învelite într-o cochilie de piele cu tendoane răsucite care ancorează carcasa oului de stânci sau de buruieni. Aceste cochilii de piele sunt cunoscute sub numele de „pungă de sirenă.”

Peștii cartilaginoși sunt prădători, ceea ce înseamnă că se hrănesc cu alte animale, de la planctonul din grădina zoologică la crustacee și balene. Peștii cartilaginoși înșiși sunt căutați de oameni ca sursă de hrană. Carnea de rechin, comercializată cândva sub pseudonimele de „flake” și „steakfish”, este acum populară în întreaga lume. Aripioarele de rechin au fost mult timp populare în Orient. Ratonii sunt considerați delicatese în Marea Britanie și Franța, iar racilele spinării și rațele cu clapetă sunt adesea vândute ca păstrăv de mare.