蟲體扁平；頭前有一對帶柄大眼，沒有觸鬚；軀幹寬，兩側有11對槳狀肢葉，其上有脈狀支撐結構；有尾扇，可能與奇蝦(Anomalocaris)相同，均是由3對互相連接的片狀結構所組成；有1對自尾扇背側中部向後伸出的細長尾叉。頭部腹側有一強固而複雜的圓形口器；口器兩側前緣有1對向前伸出可內彎的前附肢，由13個帶刺的肢節所構成，第1肢節有1個長鉗刺，末端肢節有3個粗的彎刺，肢節上的彎刺均不分叉，長短也不等，但成2列排列。
抱怪蟲的化石相當常見，但一般保存較差；完整的標本少見，大部份所見均為前附肢的部份殘骸；有些單一的前附肢化石長度便超過14cm，據此估計成蟲的身體全長可能超過1m。
根據蟲體帶刺的前附肢、扁平的身體，以及帶柄的大眼等構造特徵推論，抱怪蟲可能是棲息於底質或半埋藏於沉積物表層，只出露一雙大眼，伺機掠食的肉食性動物。抱怪蟲屬僅有「雙肢抱怪蟲」一種（ Amplectobelua symbrachiata Hou, Bergstroem & Ahlberg, 1995），目前僅見於澄江生物群。