Паяк-маймунът е голям Новосветски маймун с дълги, слаби конечности и прехенсативен опашка. Той има дълго, тесно главие с триъгълен нюх и големи, изразителни очи. Длъкът е обикновено черен, кафяв или сив, с характерна бяла или жълтава брада.
Най-забележителната черта на паяк-маймуна е неговата дълга опашка, която е по-дълга от тялото му. Този мускулен придатък е облечен с длък и е достатъчно силен, за да поддържа цялото тяло на маймуна, докато той се качва от дърво на дърво. Паяк-маймунът също има дълги ръце и крака, които използва за обекване за клонове и хващане на храна.
Паяк-маймуните обикновено достигат дължина 33–63.5 см (13–25 инча) и тежат 5.5–10 кг (12–22 lb). Най-големият вид, Ateles belzebuth, може да нарасне над 2 метра (6 фута) и да тежи до 11 кг (24 фунта).