多鳃鱼初次发现于云南曲靖地区早泥盆世地层中，此后在我国南方发现日益广泛，且包括种类很多，如华南鱼即属此类。多鳃鱼不仅在古生物学上有重要意义，在划分中国南方泥盆纪陆相地层上也很有价值。

多鳃鱼的甲胄由背腹甲各一片组成，唯背甲甚大，不仅包裹身体前部背面，而且还包裹腹面两侧边缘，腹甲很小，只占据腹面中央位置，背甲与腹甲不衔接，其间镶嵌有许多小骨片。其鳃孔如同头甲鱼那样，分别开口在甲胄腹面，背甲与镶嵌带之间。口孔背位，洞穿背甲。两眼孔位于背甲两侧，中间为一小的松果孔。除此而外，背甲不具任何其他洞孔。因此，多鳃鱼不具外鼻孔是显而易见的。因为多鳃鱼内颅软骨已经骨化，因此在化石中得以保存。从内颅底部发现有一对内鼻孔，开口于口腔深处。当以多鳃鱼内颅与鳍甲鱼背甲腹面的印痕对比时，发现二者几乎完全对应。其中发现鳍甲鱼也有一对内鼻孔印痕，只是以前这对内鼻孔印痕不是被忽略了，就是解释为别的器官。这并不奇怪，因为在现生脊椎动物中还没有过只有内鼻孔的例子。以前所以对鳍甲鱼外鼻孔的种种解释不能令人信服，现在证明鳍甲鱼实际并不存在外鼻孔。

多鳃鱼和鳍甲鱼相互印证，表明二者同样小脑尚未从延脑分出，只有两个半规管，鳃弓不分节，位于鳃囊的外侧。就鳃弓而言，其前颌弓已失去了与呼吸功能的联系，可能为缘膜附着。但颌弓并未分化成颌。

由于甲胄鱼中尚未发现关于脊椎骨的材料。人们从多鳃鱼中获得了脊椎，同七鳃鳗一样，只是以竖立在脊索上侧的小软骨片为代表。

既然肯定了多鳃鱼、鳍甲鱼有着一对内鼻孔，当然排除了它们作为盲鳗祖先的可能性。但是同样它们也很难被看作是有颔脊椎动物的祖先。因为胚胎学和比较解剖学均说明外鼻孔是原生的，而内鼻孔是次生的。我们不能想像只有次生内鼻孔的祖先，反倒会产生出具有原生外鼻孔的后裔。因此，多鳃鱼和鳍甲鱼是甲胃鱼中绝灭了的一枝，它们没有后代留传下来。