Буйныя або вельмі буйныя матылькі з вялікімі шырокімі крыламі. Размах крылаў большасці відаў сусветнай фаўны — 80-140 мм, асобных відаў да 28 см (самка паўлінавочка геркулес (Coscinocera hercules)). Тулава тоўстае, укрытае пушыстымі валаскамі. На кожным крыле пасярэдзіне па адной яркай вочкавай пляме — т. зв. «паўлінавыя вочкі» (адсюль назва). Вусікі ў самцоў грабеньчатыя (звязана з моцным развіццём нюху — выяўляюць знаходжанне самак за некалькі кіламетраў), у самак кароткапілаватыя. Хабаток недаразвіты (матылі не кормяцца, жывуць да 2 тыдняў). Вусені масіўныя, пераважна зялёныя, са шматлікімі вырастамі і бародаўкамі, акукліваюцца ў шаўкавістых коканах.
Змрочныя і начныя матылькі, самцы больш актыўныя, у некаторых відаў лётаюць днём. Самцы маюць выключны нюх, з дапамогай якога здольныя адшукваць самак па вылучаемым імі ферамонамі на адлегласці да 1 км і больш.
