海天使属于suborder Gymnosomata的小型pteropod软体动物。它们的足部演化为翼状结构（parapodia），并且失去了外壳，以适应它们自由游动的海洋生活方式。这种特殊的适应性也解释了它们通常的名称和拉丁学名；gymnos意味着裸露，而soma意味着身体结构。在海天使所属的Order内，大约有八个家族和17个种类。海天使也被称为gymnosomes，属于Orthogastropoda，这是Gastropoda（蜗牛和海蛞蝓）的一个子类。与海天使外表相似但不相关的Pteropods另一个suborder是Thecosomata，它们有更大的翼状结构，并且大多数种类保留了壳。

海天使的身体通常是透明的，质地像凝胶，最大的种类（Clione limacina）可以达到5厘米长。Clione limacina是一种极地种类，而在较温暖的水域中发现的种类则相对较小。有些海天使种类以海蝴蝶为食，它们的翼比海蝴蝶的翼更大，这使得海天使能够快速游泳。其他海天使种类则主要以浮游动物为食。还有一种海天使，Clione antarctica，这个大型的极地种类通过产生一种名为pteroenone的未知分子来自我防护，避免被掠食者捕食。由于掠食者通常不会吃海天使，一些无脊椎动物，如端足类动物，可以在它们中间生存。Clione antarctica的密度可以达到令人眩晕的水平；每立方米有300只动物的记录。

通过缓慢地挥动它们的翼状结构，海天使优雅地在水面以下20米的水层中“飞行”。尽管它们通常行动缓慢，但它们能够达到惊人的高速度。海天使是雌雄同体的，通过体内受精繁殖。它们产下的凝胶状卵大量释放到水中，卵在孵化前自由漂浮。孵化后，胚胎壳在最初的几天内脱落。