เป็นปลาที่มีรูปร่างประหลาด เนื่องจากมีรูปร่างเป็นทรงกลม ส่วนหัวมีขนาดใหญ่จนดูคล้ายมีแต่เพียงหัวอย่างเดียว ขณะที่ส่วนครีบต่าง ๆ ถูกหดสั้นลง โดยส่วนครีบหลังมีขนาดใหญ่ตั้งยาวขึ้นไปข้างบน แลดูคล้ายครีบปลาฉลามยามเมื่ออยู่ผิวน้ำ[3] และครีบก้นให้มีขนาดใหญ่ยื่นยาวลงมาด้านล่างลำตัว เมื่อว่ายน้ำจะใช้ครีบทั้ง 2 โบกไปมา ในขณะครีบข้างลำตัวทรงโค้งจะมีขนาดเล็กและบาง ๆ เท่านั้น ขณะที่ครีบหางจะหดสั้นเข้ามาติดตอนท้ายของลำตัวที่หดสั้นจนดูว่าเป็นปลาที่มีแต่ส่วนหัว โดยในภาษาเยอรมันเรียกว่า "Schwimmender Kopf" (ชวิทเมนเดอร์ คอฟฟ์; "หัวที่ว่ายน้ำได้"[3]) ที่หลังดวงตาจะมีรูสำหรับให้น้ำออก เพื่อใช้ในการเคลื่อนที่ว่ายน้ำ แม้จะแลดูมีรูปร่างประหลาดแต่ก็ยังเป็นปลาที่ว่ายน้ำได้และมีความเร็วมากพอที่จะจับกินแมงกะพรุนทัน ซึ่งเป็นอาหารหลัก[4]

มีขนาดโตเต็มที่ได้ถึง 3.2 เมตร และมีน้ำหนักได้มากถึง 2,300 กิโลกรัม หรือมากกว่า 2 ตัน ซึ่งนับได้ว่าเป็น ปลากระดูกแข็งที่มีน้ำหนักมากที่สุดในโลก และมักจะว่ายชนเรือขนาดใหญ่บ่อย ๆ อีกด้วย[5]

ปลาที่ไม่มีเกล็ด มีผิวหนังที่หนาหยาบและยืดหยุ่น และมีเมือกหนา ทำหน้าที่เสมือนเกราะหุ้มตัวไปตามอายุ เพื่อเป็นเครื่องป้องกันตัว โดยเฉพาะจากเข็มพิษของแมงกะพรุนซึ่งเป็นอาหารหลัก [4]บางตัวอาจมีหนังหนาถึง 15 มิลลิเมตร

ปลาแสงอาทิตย์ สามารถพบได้ในทะเลเขตร้อนและอบอุ่นทั่วโลก ซึ่งสถานที่ ๆ พบมากที่สุด คือ เกาะบาหลี ในอินโดนีเซีย[4] มีรายงานว่าพบได้ในความลึกถึง 400 เมตร และบางครั้งอาจรวมฝูงกันหลายสิบตัว ซึ่งโดยปกติแล้วมักจะอยู่ลำพังเพียงตัวเดียว โดยกินแต่เพียงแมงกะพรุนเป็นอาหาร แต่บางครั้งจะว่ายขึ้นมาบริเวณผิวน้ำเพื่อให้ปลาขนาดเล็กชนิดต่าง ๆ เกาะกัดปรสิตที่ติดตามตัว ในดงสาหร่ายเคลป์ รวมถึงเพื่ออาบแดดด้วย[3] อันเป็นที่มาของชื่อสามัญ โดยปลาแสงอาทิตย์ถือเป็นปลาที่มีปรสิตเกาะตามตัวมากที่สุด[4] โดยอาจมีมากถึง 40 ชนิด การที่ปลาแสงอาทิตย์จะให้สัตว์อื่นมากำจัดปรสิตตามลำตัวไม่จำกัดแต่เฉพาะปลาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงนกนางนวลด้วย[6]

นอกจากนี้แล้วยังจัดเป็นปลาที่วางไข่ได้มากที่สุดในโลก คือ ประมาณ 300 ล้านฟอง โดยไข่จะล่องลอยไปตามกระแสน้ำ โดยที่พ่อแม่ปลาจะไม่ดูแล ซึ่งจะเหลือรอดและโตมาจนเป็นปลาที่มีขนาดสมบูรณ์ มีเพียงไม่กี่ตัว

ปลาแสงอาทิตย์ มีวัยอ่อนจะมีรูปร่างไม่เหมือนกับปลาตัวเต็มวัย จะค่อย ๆ เปลี่ยนรูปร่างไปเรื่อย ๆ ตามวัย โดยมีขนาดแรกเกิดเพียง 2.5 มิลลิเมตรเท่านั้น และมีหนามแหลมอยู่ 3–4 ตามลำตัว ซึ่งจะเปลี่ยนไปเป็นครีบต่าง ๆ ต่อไปเมื่อปลามีอายุเพิ่มขึ้น ในธรรมชาติ ปลาขนาดเล็กจะตกเป็นอาหารของสัตว์ขนาดใหญ่กว่า เช่น ปลาฉลาม, วาฬเพชฌฆาต หรือสิงโตทะเล โดยเฉพาะสิงโตทะเลหรือแมวน้ำที่ชอบฉีกทึ้งครีบกระโดงหรือครีบหลังแม้ในวัยปลาโตแล้วก็ตาม ซึ่งยังไม่ทราบเป็นที่แน่ชัดว่าเป็นเพราะชอบเนื้อส่วนนั้น หรือทำไปเพื่อความสนุก แต่ปลาแสงอาทิตย์ตัวที่โดนฉีกทึ้งนั้นจะยังไม่ตาย แต่จะไม่สามารถว่ายน้ำได้และจะจมลงสู่ก้นทะเล กลายเป็นเหยื่อของปลาหรือสัตว์น้ำอื่นต่อไป[3] แต่ทว่าอวัยวะภายในบางส่วนมีรายงานว่ามีพิษเช่นเดียวกับปลาปักเป้าทั่วไป

มักนิยมเลี้ยงกันตามพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำต่าง ๆ ทั่วโลก เนื่องจากความแปลกในรูปร่างหน้าตา และในบางแห่งมีการบริโภคกันเป็นอาหารด้วย[7][8]