Некоторые особенности строения стегоцефалов, позволяющие предположить, что они могли жить в полуводной среде:

• Признаки рыб: тело обтекаемой формы, рудиментарный хвостовой плавник, органы боковой линии, сходное строение позвонков, в черепе сохранились рудиментарные кости жаберных крышек, ноздри, как у двоякодышащих рыб, смещены к краю рта. 2
• Жёсткий панцирь из чешуек и щитков на брюхе и частями по бокам (спина при этом голая). 4
• Наличие наружных жабр, которые с возрастом терялись (как у саламандр или лягушек). 4

Кроме того, предками стегоцефалов были костные рыбы, обладающие дополнительными органами дыхания в виде лёгочных мешков. 3