Шесть видов этого семейства, относящиеся к 2 родам, во всей своей организации несут черты личиночного характера. Очевидно, представляют собой неотенические личинки каких-то древних саламандр, полностью утративших способность к метаморфозу. Вытянутое тело протеев несет две пары слабых (особенно у европейского протея) конечностей. Хвост с плавниковой складкой. В течение всей жизни сохраняются 3 пары ветвистых наружных жабр. Легкие длинные, но гладкостенные. Глаза очень маленькие, лишенные век или совсем незаметные под кожей. Верхнечелюстных костей нет, и зубы находятся на нижней челюсти и на межчелюстных костях. Позвонки двояковогнутые (амфицельные).