Длина тела от 5 см. у карликовых хомячков до 36 см. у ондатры. Хвост в большинстве случаев короче тела (нередко короче его половины), обычно слабо покрыт волосами, но иногда довольно густо, и на конце они образуют кисточку (у некоторых песчанок). По общему облику напоминают мышей. Задние конечности обычно немного длиннее передних, но у некоторых видов более длинные, и внешне эти зверьки напоминают тушканчиков. Конечности пятипалые. Пальцы с сильными когтями. У водных форм на задних конечностях между пальцами плавательные перепонки. Подземные формы внешне типичные землерои: вальковатое тело с укороченным и почти неразличимым снаружи шейным перехватом. Волосяной покров у большинства видов густой и мягкий, как правило, однотонный, на спине от светло- до темно-коричневого, на брюхе светлее; иногда вдоль середины спины проходит продольная темная полоска, на спине или в передней части туловища могут быть темные и светлые пятна.

Форма черепа изменчива. Скуловые дуги обычно низкие, равномерно округлые. Заглазничных отростков лобных костей нет. Сагиттальный гребень бывает редко. Подглазничное отверстие имеет округлую верхнюю часть, сквозь которую тянется жевательная мышца, и узкий нижний отдел, через который проходит нерв. Слуховые барабаны разной величины, частой большие. Зубы 1/1.0/0.0/0.3/3=16, щечные могут быть с низкими или высокими коронками, жевательная поверхность этих зубов бугорчатая или бугорчато-гребневая; у некоторых бывают и так называемые призматические зубы (бугорки у этих зубов превратились в спаянные между собой дентинные маленькие столбики, часть из которых имеет форму трехгранных призм). Характерно срастание большой и малой берцовых костей в их нижних отделах.

Распространение всесветное, за исключением Антарктики, некоторых островов (Исландии, ряда арктических), а также Австралийско-Малайской области. Разнообразные ландшафты - от тундры до субнивальной зоны гор, поднимаются в Андах до высоты 5500 м, на Памире и Тибете - до 4000 м н.у.м. Большинство норные. Некоторые перешли к подземному или полуподземному существованию. Есть виды, приспособившиеся к быстрому бегу или полуводному образу жизни, и немногочисленные лазающие. Питаются разными растениями (семенами, плодами, вегетативными частями), а некоторые и насекомыми. Отдельные представители запасают пищу, причем иногда в больших количествах. Для многих видов характерно периодическое изменение численности. Некоторые совершают дальние миграции. В южных частях ареала представители семейства размножаются в течении круглого года, а в северных, как правило, в определенный сезон. В помете 1-18 детенышей. Половозрелость у некоторых видов наступает в возрасте 42-49 дней, иногда раньше. Продолжительность жизни у многих видов 1-2 года и даже меньше. Некоторые виды - носители опасных заболеваний (туляремии, чумы, лептоспироза и др.). Многие формы могут наносить существенный вред сельскому хозяйству. Отдельные виды имеют важное промысловое значение. Ондатра представляет собой яркий пример успешной акклиматизации нового вида млекопитающих в ряде стран (в частности СССР), лежащих вне его естественного ареала.

Различные систематики не сходятся между собой во взглядах на состав семейства: иногда из него выделяют ряд семейств или объединяют хомяков вместе с мышами в одно семейство Muridae.