所谓腔棘鱼，人们认为它第一次出现是在3.5亿年前的泥盆纪，曾经昌盛一时，分布在许多地方。腔棘鱼又称“空棘鱼”，英文名(coelacanths)，由于脊柱中空而得名。由于科学家在白垩纪之后的地层中找不到它的踪影，因此认为这个登陆英雄已经告别了世间，全部灭绝了。在1938年，接近圣诞佳节的某一天，在非洲南部的科摩罗群岛附近，南非的博物馆员玛罗丽·考特内-拉蒂莫(Marjorie Courtenay-Latimer)在巡视渔民捕的鱼时发现的，而受到全世界的瞩目。此鱼被推测是在约3.5亿年前出现，6500万年前即已绝灭的总鳍类（有穗边鳍的同类）中的一种腔棘鱼。总鳍鱼类不但能呼吸空气，而且能使用鳍来当作脚走路，这是鱼类向两栖类进化的重要证据。在距今4亿年前的泥盆纪时代，腔棘鱼的祖先凭借强壮的鳍，爬上了陆地。经过一段时间的挣扎，其中的一支越来越适应陆地生活，成为真正的四足动物；而另一支在陆地上屡受挫折，又重新返回大海，并在海洋中寻找到一个安静的角落，与陆地彻底告别了。
腔棘鱼体呈纺锤形，全身被有很厚的层鳞、体侧的鳞片可长达5公分，鳞上附有小刺，如果不小心碰到就会受伤，尾呈歪型或对称型，有时分为三叶，鳍为肉鳍，气鳔占有腹腔背侧的全部空间，但是鳔内的空间甚小，鳔壁有95%是脂肪质，不仅没有呼吸空气的作用，就连调整鱼的比重和控制其浮沉的能力亦小，此种鱼的头骨已相当硬骨化脑甚小，仅占颅腔后方的1%，其余99%充满脂肪，它的前后鼻孔均开於头部上方，但与呼吸无关，其红血球为大形，与肺鱼类及两生类相似，这种鱼自侏罗纪以来一直很少改变，所以称它为活化石是当之无愧的。
属夜习性动物，白天都躲藏在170~230公尺深的洞窟里，研究发现经常会有很多条腔棘鱼一起在同一个洞窟里的情形，是否有群居性及彼此会不会进行沟通等等事实都尚未被解明。
主要用其尖锐的牙齿紧紧咬住猎物，腔棘鱼只会捕捉口部正前方的猎物，而非左右巡回寻找食物，属於反射性的动作，像这种依赖偶然性的狩猎方式成功率很低，所以在攻击时必须记敏捷又准确才行，并且有能在短时间加速的能力，在猎物来到眼前的瞬间腔棘鱼就已经抓住它了。
主要对象是深海的鱼类，活动范围在深海200~300公尺附近的。
研究显示，腔棘鱼的生长速度极为缓慢，雌性腔棘鱼要到50多岁时性成熟，而雄性腔棘鱼要在40岁到69岁之间性成熟。科学家们还研究了两个腔棘鱼胚胎，计算出最大的已发育9年、最小的已发育5年。科学家们认为，腔棘鱼的妊娠期至少为5年。而生长缓慢的鱼类，更容易受到气候变化和过度捕捞的影响。
有关腔棘鱼的一些保护工作已经在实施。比如，《国际濒危物种贸易公约》，命令禁止腔棘鱼贸易。现在，一个新的保护措施可能很快就会发挥效用：美国国家海洋渔业署提议将腔棘鱼列为《美国濒危物种法案》下的“近危”物种。
人们先前认为腔棘鱼寿命最长为20年，但这一推测与腔棘鱼摄氧能力低、新陈代谢缓慢、繁殖能力低等生物特征不符，引发研究人员关注。
2021年6月17日，法国海洋研究所的海洋进化生态学家布鲁诺·埃尔南德等研究人员在Cell Press细胞出版社旗下期刊Current Biology（《当代生物学》）上报告说，有证据表明，腔棘鱼除了体型庞大外，还能活很长时间——可能接近1个世纪。科学家通过使用偏光显微镜，发现了腔棘鱼鱼鳞上许多只有用偏光才能看到的细线。此前大家所认为的腔棘鱼鱼鳞上的一条粗线（鱼轮纹），其实是由5条细线组成的，而每条细线代表一岁。因此，腔棘鱼的年龄可接近一个世纪。
在1938年以前，多数科学家都认为腔棘鱼早在6000万年前便已经灭绝了。直到1938年，在南非发现了活着的腔棘鱼。此后人们又陆续发现了很多条活的腔棘鱼个体，证实至少还有两种同属的腔棘鱼仍然存活于世。比如1955年7月，在印度洋科摩罗群岛近海150-270米的深处，德国科学家们发现了最少15条这种鱼；1997年，在印尼的苏拉威西岛，人们发现了另一种腔棘鱼的近缘种；1998年7月，印度尼西亚渔民用深水鲨网捕捞到腔棘鱼，而这一地点距西印度洋腔棘鱼群栖息地约有1万公里；2010年，一支考察队又在南非的索德瓦纳湾发现腔棘鱼。
最新报道的现存腔棘鱼类：一个腔棘鱼的近缘种在1999年被正式公布。在那之前，唯一已知的腔棘鱼是在1938年被报道的矛尾鱼。在此之前，人们认为这些原始鱼类在6500万年前就已经灭绝了。腔棘鱼的鳞片非常坚硬，据说比普通玻璃的硬度要高10倍。（吉尼斯世界纪录）
