Las mantarrayas, con sus cuerpos anchos y planos, pueden no parecer peces, pero lo son. Están emparentados con los tiburones y, al igual que sus primos tiburones, no tienen huesos. En cambio, sus cuerpos están sostenidos por cartílago, que es el mismo material que se siente dentro de la punta de la nariz. El esqueleto de la mantarraya está compuesto de cartílago y esto permite una gran capacidad para realizar diversos movimientos.

Posee dos aletas pectorales y una pequeña aleta dorsal, así como cola larga sin aguijón y branquias en la parte inferior de su cuerpo. No cuenta con aletas caudales. Dos lóbulos cefálicos se extienden desde la zona frontal de la cabeza y una hilera de dientes pequeños se sitúa únicamente en la parte superior del hocico.

Tienen además aletas anchas que recorren todo el cuerpo, lo que les da una forma plana y redondeada. Para nadar, algunas de ellas mueven todo su cuerpo en un movimiento ondulado que las impulsa a través del agua.

Otras especies mueven sus aletas como alas de pájaro y "vuelan" por el agua. Las mantarrayas tienen colas armadas para defenderse. Algunas especies tienen una columna en la cola con una punta muy afilada y bordes dentados o con muescas.

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