Il s'agit de plantes herbacées vivaces, succulentes et grimpantes. Les structures de l'appareil végétatif sont assez proches de celles des Chenopodiaceae. Les feuilles, alternes, sessiles ou pétiolées, sont generalement simples, ovales et charnues, sans stipules, et ont des marges généralement entières. Le rhizome est souvent tubéreux.

Les fleurs sont petites, actinomorphes, bisexuées ou plus rarement unisexuées, et pourvues de 2-3 bractées et de 2 bractéoles caduques. Elles sont disposées en grappes ou en épis à 'aisselle des feuilles.

Le périanthe est hypogyne ou périgyne, et un hypanthium est présent. Il se compose généralement de 5 segments de prefloraison imbriquée, pouvant être partiellement soudés à la base, et chez certaines espèces, colorés et blancs ou rougeâtres. Il y a généralement 5 étamines, chacune étant opposée à un segment perianthaire, parfois soudées à la base. Les anthères, basifixes ou versatiles sont tetraloculaires et ont une dehiscence longitudinale, ou plus rarement terminale. Le pollen est hexaporé. L'ovaire est supère, tricarpellaire et uniloculaire, avec un seul ovule à placentation basale. Il y a generalement 3 styles plus ou moins soudés et 3 stigmates capités ou trilobés.

Le fruit est une drupe aliée ou non, souvent enfermée dans un périanthe accrescent. La graine possède habituellement un albumen abondant et un embryon tordu ou en forme d'anneau.

Les quatre genres peuvent etre groupés en deux tribus. Les Baselleae ont des filets dressés dans le bouton (Basella, Tournonia, Ullucus), tandis que les Anredereae ont des filets courbés vers l'extérieur dans le bouton (Anredera).

Les Basellaceae ont longtemps été classé entre les Chenopodiaceae (G. Bentham and J. D. Hooker 1862-1883, vol. 3) et les Portulacaceae (A. P. de Candolle and A. L. P. P. de Candolle 1823-1873, vol. 3; G. Nageshwar and M. Radhakrishnaiah 1993). Depuis sa création en 1840, elle a fait l'objet de nombreuses études. Les analyses phylogénétiques classiques placèrent cette famille près des Didiereaceae (J. E. Rodman et al. 1984). Plusieurs études de l'ADN plastidien ont complétées cette conclusion en les rapprochant aussi des Portulacaceae et de certaines Cactaceae (M. W. Chase et al. 1993; S. R. Downie and J. D. Palmer 1994; S. R. Downie et al. 1997; J. H. Rettig et al. 1992). L'analyse morphologique des pollen a suggeré une relation proche entre les Basellaceae, les Didiereaceae et les Portulacaceae (J. W. Nowicke 1996). Enfin, certaines études anatomiques ont avancé l'idée que la paire de bractée serait en fait une paire de sépales et ques les segments périanthaires seraient donc de vrais pétales (H. P. Sharma 1961; C. R. Sperling 1987).

Plusieurs membres de la famille sont comestibles : les tubercules d'Ullucus tuberosus sont une source de protéine et de sucres importante au Pérou et à l'Equateur, depuis l'époque pré-colombienne, les tubercules de certaines Anredera ainsi que les feuilles de Basella alba sont aussi consommées. Basella alba fournit aussi un pigment rouge utilisé en Asie du sud-est pour colorer les aliments, et l'équipe de M.H.C. Lagrota découvrit en 1995 que des extraites de ses feuilles inhibaient la réplication de certains virus de type herpes en culture in vitro.