Пираньи относятся к подсемейству Serrasalmidae («serra» – «пила», «salmidae» — «лососевые») или Пираньевых, семейству Харациновых (Characidae) рыбок, включающему свыше 1200 видов, многие из которых очень популярны среди аквариумистов. Принадлежность к подсемейству Пираньевых основывается на том, что все его члены обладают острым, бритвоподобным килем, проходящим по всему брюшку, что делает тело более обтекаемым для быстрого передвижения.

Все виды имеют мощное, высокое, сплющенное с боков тело с килеобразной кромкой, проходящей вдоль спинки от головы до спинного плавника, и по брюшку. Несколько выбивается от стандартов вид Serrasalmus elongatus, представители которого обладают подобному лососю вытянутому и тонкому телу, имеющему, тем не менее, мощный хвост. Это самый лучший пловец среди Пираньевых.

В отличие от большинства видов рыб, пираньи имеют мелкий жировой плавник, расположенный между хвостовым и спинным плавником. Это характерная черта Харациновых, которая, однако, представлена у ряда других семейств, в частности, сомов.