Øyenstikkerne er overveiende store insekter. De minste norske artene har et vingespenn på rundt 30 mm, mens storlibellene (Aeshnidae) når et vingespenn på rundt 110 mm. Øyenstikkerne er suverene flygere og utpregete jegere, noe som gjenspeiles i kroppens oppbygning.

• Hodet er stort og meget bevegelig, med to store fasettøyne som gir nær 360 graders synsfelt. Hvert øye består av oppimot 30 000 enkeltfasetter som til sammen gir et detaljert bilde av omgivelsene. Pannen har tre punktøyne. Antennene er små og børsteformede med opp til syv ledd. Munndelene er bitende.
• Brystet (thorax) bærer to par vinger og tre par bein. De to bakre, vingebærende brystsegmentene er smeltet sammen til en solid «kasse» (synthorax) som huser de kraftige flygemusklene. Sideplatene på synthorax møtes framfor vingene og danner et skrånende «tak» ned mot det fremre brystsegmentet. Det fremre brystsegmentet (prothorax) er relativt lite og kan beveges i forhold til de to bakre, noe som gir hodet ekstra bevegelsesfrihet. Segmentet kalles ofte for halsring.
• Beina er slanke og tornete med tre fotledd. De brukes sjelden til gange, men benyttes til å gripe tak i underlaget når dyret hviler samt til å gripe bytter med. Det bakre beinparet er lengst, det framre er kortest.
• Vingene er smale med tallrike langsgående og tverrgående ribber. De langsgående ribbene ligger vekselvis høyt og lavt slik at vingen i tverrsnitt får en trekkspillignende fasong. Denne fasongen øker vingestyrken og virker sannsynligvis også inn på vingedynamikken. Hver vinge har vanligvis et farget vingemerke (pterostigma) på framkanten nær vingespissen. Nær midten av framkanten finnes det dessuten en liten innsnevring (vingenode). Dette trekket er karakteristisk for øyenstikkerne. Et annet unikt trekk hos øyenstikkerne er måten vingene beveges på. Hos øvrige vingede insekter unntatt døgnfluer beveges vingene indirekte ved at muskler i brystet trekker kroppsveggene mot hverandre vekselvis horisontalt og vertikalt. Ulempen med denne metoden er at fremre og bakre vingepar må beveges synkront. Hos øyenstikkerne og døgnfluene er musklene festet direkte til vingene, noe som gjør at fram- og bakvingene kan beveges uavhengig av hverandre. Hos vannymfene beveger fram- og bakvingene seg alltid i mottakt, mens libellene kan variere bevegelsesmønsteret etter behov.
• Bakkroppen (abdomen) er langstrakt og bevegelig og består av ti synlige segmenter. Kjønnsåpningen sitter på undersiden av det niende segmentet. Hannen har i tillegg et spesielt paringsorgan på undersiden av andre og tredje ledd, og sperm fra kjønnsåpningen må føres hit før paringen kan skje. Hunnen har to uleddete analvedheng på bakkroppsspissen, hannen tre eller fire. Hannen bruker analvedhengene under paringsakten til å gripe tak i hunnens halsring. Vannymfenes analvedheng er i regelen små, mens libellene oftest har velutviklede vedheng. Hos noen arter, som for eksempel tangelvelibelle, danner vedhengene en real knipetang. Hunnen har et enkelt eggleggingsorgan (ovipositor) under segment 8 og 9.
• Fargetegningene er ofte markante og gir gode artskjennetegn. Mange arter har blå, grønne, røde eller gule fargetegninger i kombinasjon med svart. Grønn eller blå metallglans er også utbredt innenfor begge underordnene. Vingene er vanligvis gjennomsiktige eller svakt bruntonede (særlig hos hunnene). Hos enkelte arter har vingene svarte flekker eller gule/rødlige felter. Hos hannene i slekten praktvannymfer (Calopteryx) er store deler av vingen blåmetallisk. Øyenstikkernes fargetegninger består dels av pigmentfarger, dels av strukturfarger. Pigmentfargene er fargede forbindelser i cellene innenfor ytterskallet. Disse fargene taper seg raskt når dyret dør og cellene brytes ned. Strukturfargene sitter i selve overflaten på kitinskallet og består av mikroskopiske riller som bryter det innkommende lyset. Strukturfargene fremstår ofte som metalliske, og taper seg ikke i så stor grad når dyret dør.

De to underordenene kan skilles på følgende trekk. Vannymfene er overveiende mindre og spinklere. Hodet er 2-3 ganger så bredt som langt, og fasettøynene er vidt adskilt. Vingene er smale ved basis, og fram- og bakvingen har samme fasong. Hos de fleste norske artsgruppene er vingene smale og gjennomsiktige med relativt få vingeribber og med tydelig vingemerke. Unntaket er praktvannymfene (slekten Calopteryx), hvor vingene er brede og gjerne fargede, med tallrike ribber og med utydelig eller manglende vingemerke. I hvile legges vingene bakover langs bakkroppen. Analvedhengene er vanligvis små. Libellene er overveiende større og kraftigere. Hodet er tilnærmet sirkelrundt med konkav bakside. Øynene er helt eller nesten i berøring oppå hodet (unntatt i familien elvelibeller, hvor øynene er bredt adskilt). Vingene er brede ved basis, og bakvingen er betydelig bredere enn framvingen. Vingeribbene er alltid tallrike, og vingemerket er alltid tilstede. Vingene kan ikke legges bakover, og i hvile står de rett ut fra kroppen eller heller svakt nedover/framover. Analvedhengene er ofte store.

Nymfene er vanligvis brune og har lange bein, stort hode og (hos eldre nymfer) velutviklede fasettøyne. Tre panneøyne finnes vanligvis. Antennene er normalt korte og trådformede og består av 4-7 ledd. Munndelene er bitende, og karakteristisk for øyenstikkernes nymfer er at underleppen (labium) danner en utkrengbar fangstmaske som skytes frem fra under hodet når nymfen fanger et bytte. Vannymfenymfene er smale og langstrakte, og åndingen skjer gjennom tre gjelleblader på bakkroppsspissen. Libellenymfene er kortere og kraftigere; de har ingen ytre respirasjonsorganer, og ånder i stedet gjennom den ytre delen av tarmen. Hos eldre nymfer er vingeanleggene synlige på ryggsiden.