Durante mucho tiempo se creyó que Orthoceras tenía una distribución global, ya que se utilizó como un “taxón cajón de sastre” para agrupar a numerosas especies de nautiloideos con concha cónica a lo largo del Paleozoico e incluso del Triásico. Sin embargo, estudios posteriores y una recatalogación exhaustiva del género demostraron que Orthoceras sensu stricto se refiere únicamente a Orthoceras regulare, una especie procedente de las calizas del Mar Báltico en Suecia y regiones vecinas del Ordovícico. Esta redefinición restringida de Orthoceras permitió separar correctamente a muchos otros nautiloideos ortocónicos que habían sido asignados erróneamente al género.

Orthoceras presenta conchas delgadas y alargadas, con la parte media de la cámara corporal constreñida transversalmente y un sifúnculo ortocoanítico subcentral. El sifúnculo, una estructura tubular que recorre longitudinalmente la concha, era fundamental para regular la flotabilidad del animal. La superficie de la concha de Orthoceras está ornamentada por una red de finas liras, según describió Sweet en 1964, lo que le daba un aspecto delicado y distintivo. Muchas especies muy similares han sido incluidas en el género Michelinoceras, lo que demuestra lo difícil que ha sido históricamente separar a los distintos nautiloideos ortocónicos basándose únicamente en la morfología externa.

Originalmente, Orthoceras se utilizó para referirse a todos los nautiloideos con concha recta, los llamados “ortoconos”, como mencionan Fenton y Fenton en 1958. Sin embargo, investigaciones posteriores sobre las estructuras internas de estos animales —como el sifúnculo, los depósitos camerales y otros elementos anatómicos— demostraron que los nautiloideos ortocónicos pertenecen en realidad a varios grupos distintos, incluso a órdenes diferentes. Esto obligó a redefinir Orthoceras de manera estricta, limitándolo a su especie tipo.

Según el Tratado de Paleontología de Invertebrados, una de las obras más autorizadas en el campo, el nombre Orthoceras debe utilizarse únicamente para referirse a Orthoceras regulare (Schlotheim, 1820), procedente del Ordovícico Medio de Suecia y de partes de la antigua Unión Soviética, como Rusia, Ucrania, Bielorrusia, Estonia y Lituania. Orthoceras podría incluir algunas especies estrechamente relacionadas, pero su alcance taxonómico es mucho más limitado de lo que se creyó en el pasado.

Orthoceras y otros cefalópodos nautiloideos ortocónicos se confunden a menudo con los ammonoideos ortocónicos cretácicos, especialmente con Baculites, debido a su forma tubular y alargada. Ambos tipos de fósiles son muy comunes en tiendas de minerales y coleccionismo, donde con frecuencia se venden bajo el nombre incorrecto del otro. Sin embargo, Orthoceras y Baculites no están relacionados y desarrollaron la forma tubular de manera independiente, en momentos muy distintos de la historia de la Tierra. Orthoceras vivió en el Ordovícico Medio, mientras que Baculites pertenece al Cretácico Superior, más de 300 millones de años después. La forma más sencilla de distinguirlos es observar la línea de sutura: en Orthoceras es simple y recta, mientras que en Baculites y otros ammonoideos cretácicos es intrincada y foliada.

Orthoceras, con su concha recta, su antigüedad ordovícica y su historia taxonómica compleja, representa uno de los símbolos más reconocibles de los mares paleozoicos. Aunque su nombre ha sido utilizado de manera imprecisa durante décadas, la definición moderna de Orthoceras permite situarlo correctamente dentro de la evolución de los cefalópodos nautiloideos y distinguirlo de otros grupos que desarrollaron formas similares por convergencia evolutiva.