Algunos autores se refieren a Dinocaridida como el “grupo AOPK”, ya que incluye a Radiodonta (como Anomalocaris y sus parientes), Opabinia, Pambdelurion y Kerygmachela. Lo más probable es que Dinocaridida sea un grupo parafilético, con Kerygmachela y Pambdelurion ocupando posiciones más basales que el clado formado por Opabinia, Radiodonta y otros artrópodos más derivados.

Los organismos incluidos en Dinocaridida eran bilateralmente simétricos y poseían una cutícula mayormente no mineralizada, lo que explica por qué su preservación fósil es relativamente rara y depende de yacimientos excepcionales como Burgess Shale o Sirius Passet. El cuerpo de los Dinocaridida estaba dividido en dos grandes tagmas: la cabeza y el tronco. La cabeza de los Dinocaridida comprendía únicamente un segmento, el somita ocular, y presentaba dos apéndices frontales especializados situados justo delante de la boca y de los ojos. Estos apéndices frontales podían ser lobópodos —como en los lobópodos branquiales— o estar artropodizados —como en Radiodonta—, y aunque normalmente aparecían emparejados, en Opabinia estaban fusionados en una estructura única similar a una trompa o boquilla. Basándose en su posición preocular y en su origen protocerebral, los apéndices frontales de los Dinocaridida son muy probablemente homólogos al labrum de los euartrópodos y a las antenas primarias de los onicóforos, lo que convierte a Dinocaridida en un grupo clave para comprender la evolución temprana de los apéndices cefálicos en los artrópodos.

El tronco de los Dinocaridida estaba compuesto por múltiples segmentos, cada uno de los cuales llevaba su propia rama branquial y un par de aletas natatorias o lóbulos laterales. Se cree que estas aletas se movían con un movimiento ascendente y descendente, generando una propulsión similar a la de las sepias modernas. En los géneros de lobópodos con branquias, es posible que cada segmento del tronco llevara también un lobópodo ventral, lo que habría permitido a estos Dinocaridida alternar entre la natación activa y el desplazamiento sobre el sustrato. El intestino medio de los Dinocaridida presentaba glándulas digestivas emparejadas, similares a las de los lobópodos sibéridos y a las de los euartrópodos del Cámbrico, lo que sugiere un sistema digestivo relativamente avanzado para organismos tan tempranos.

Las pruebas neuroanatómicas obtenidas a partir de fósiles excepcionalmente preservados de Kerygmachela y Lyrarapax indican que el cerebro de los Dinocaridida estaba compuesto únicamente por un protocerebro, el ganglio más frontal del sistema nervioso. Desde este protocerebro partían los nervios que inervaban los apéndices frontales y los nervios ópticos que se conectaban con los ojos. Esta organización neurológica confirma que Dinocaridida representa un estadio muy temprano en la evolución del sistema nervioso de los artrópodos, anterior a la aparición de los ganglios deutocerebral y tritocerebral que caracterizan a los euartrópodos modernos.

Dinocaridida, con su combinación de apéndices frontales protocerebrales, aletas natatorias segmentadas, branquias laterales y un sistema nervioso primitivo, constituye uno de los grupos más importantes para comprender la transición entre los lobópodos tempranos y los artrópodos verdaderos. Aunque su clasificación exacta sigue siendo objeto de debate, Dinocaridida representa un mosaico evolutivo que captura la experimentación anatómica del Cámbrico y revela cómo surgieron algunas de las características fundamentales de los artrópodos posteriores.