Hoy en día solo existen cinco especies vivas conocidas, separadas en dos géneros, Nautilus y Allonautilus, en la familia Nautilidae.

En general los nautilos son similares a otros cefalópodos, con una cabeza prominente y cirros.

Nautilus macromphalus es la especie más pequeña, midiendo en torno a 16 cm.

Carece de cristalino y córnea, asemejándose a una cámara estenopeica.

Esta pérdida puede ser debida posiblemente a su cambio de hábitat hacia aguas profundas, donde no era necesaria.