Sebbene separati da milioni di anni di storia evolutiva, la maggior parte dei pesci e dei rettili sono vertebrati che condividono una serie di tratti simili, inclusa la presenza di colonne e squame vertebrali, nonché metabolismo ectotermico. Tuttavia, poiché entrambi i gruppi sono molto specifici, esistono numerose eccezioni.
Sia i rettili che i pesci sono vertebrati e la maggior parte delle specie possiede una serie di ossa che racchiudono e proteggono il loro midollo spinale. Alcuni gruppi, come gli squali e le razze, hanno sostituito l'osso con la cartilagine nel corso della loro storia evolutiva, ma sono ancora saldamente nidificati all'interno dell'albero genealogico dei vertebrati.
Un'altra caratteristica comune a tutti i vertebrati è la presenza di un sistema nervoso centrale, composto da un cervello e da una rete di nervi. Questi nervi controllano il movimento dell'animale e trasmettono informazioni sul mondo esterno al cervello dell'animale. Tutti i vertebrati viventi possiedono anche una serie di altre caratteristiche comuni, inclusa la presenza di branchie ad un certo punto della loro vita. Tuttavia, mentre i pesci conservano le branchie per tutta la vita, i rettili perdono le branchie mentre sono ancora nella fase embrionale.
La maggior parte dei rettili e dei pesci porta coperture esterne squamose, sebbene esistano eccezioni in entrambe le categorie. Ad esempio, il pesce gatto non ha squame esterne e i serpenti occasionalmente mostrano una mutazione genetica in cui non riescono a produrre squame. Gli scienziati ipotizzano che le squame forniscano una serie di vantaggi agli animali che le portano, tra cui protezione e maggiore velocità.
Tuttavia, le squame dei pesci e dei rettili non sono omologhe, il che significa che non derivano dagli stessi tessuti embrionali. I pesci hanno squame che derivano dal tessuto dermico - osseo - e hanno una composizione in qualche modo simile all'osso. Anche tartarughe e coccodrilli possiedono squame dermiche, ma si presentano attraverso un processo diverso. Serpenti e lucertole portano squame cheratinizzate, che si formano dall'interno dell'epidermide, o tessuto cutaneo.
A ricordo della loro storia evolutiva, gli uccelli, che filogeneticamente fanno parte dell'albero genealogico dei rettili, portano anche delle squame sui loro piedi. Queste squame si formano dall'epidermide, un po' come quelle dei serpenti e delle lucertole.
La maggior parte dei rettili e dei pesci sono animali ectotermici o "a sangue freddo", il che significa che la loro temperatura corporea fluttua con quella dell'ambiente. Per aumentare la temperatura corporea, molti rettili devono crogiolarsi al sole; i pesci raramente sono in grado di termoregolarsi con questo metodo, grazie alla natura omogenea del loro habitat. Al contrario, devono modificare il loro comportamento per corrispondere la temperatura ambiente, invece di manipolare la loro temperatura interna. In generale, gli animali ectotermici mostrano livelli di attività più elevati, mangiano di più e crescono più rapidamente a temperature più elevate, mentre diventano letargici e smettono di nutrirsi a temperature più basse.
Esistono eccezioni a questa tendenza generale. Tartarughe liuto (Dermochelys coriacea ), ad esempio, hanno un basso rapporto superficie/volume e uno spesso strato di grasso, che li isola molto bene. Di conseguenza, spesso mantengono la temperatura corporea al di sopra di quella dell'acqua circostante. Inoltre, alcuni pesci, come il pesce luna (Lampris guttatus ), tonno (Thunnus spp.) e gli squali sgombro (Lamnidae) mostrano adattamenti che consentono loro di mantenere temperature corporee elevate.
