Katzenhaie (Scyliorhinidae) besitzen eine langgestreckte Körperform. Durch ihre großen Augen mit länglichen Pupillen erinnern sie an Katzen (daher ihre deutsche Bezeichnung Katzenhaie). Sie besitzen eine Nickhaut (Augen werden mit dem unteren(!) Augenlid geschlossen). Alle Katzenhaie sind ovipar (sie legen Eier).

Katzenhaie besitzen zwei stachellose Rückenflossen sowie zwei Afterflossen. Im Unterschied zu allen anderen Haifamilien liegt die 1. Rückenflosse über oder kurz hinter den Bauchflossen. Ein Spritzloch (Spiraculum) sowie ein Spiraldarm sind vorhanden. Sie besitzen 5 Kiemenspalten, die letzte Spalte liegt oberhalb der Basis der Brustflossen. Katzenhaie werden, je nach Art, zwischen etwa 20 cm und 170 cm lang.

Zahlreiche Arten der Katzenhaie besitzen eine auffällige Färbung. So zeigt der Pyjamahai (Poroderma africanum) ein Muster aus horizontalen Streifen und der Kettenkatzenhai (Scyliorhinus retifer) besitzt eine netz- bzw. kettenartige Zeichnung. Zahlreiche Katzenhaie zeigen außerdem eine Biofluoreszenz, die sich jedoch nur bei einer Beleuchtung mit teilweise speziellem Licht zeigt.