Estas ranas se caracterizan popularmente por su piel brillante y coloreada, poseen una coloración aposemática. El rango de colores va del naranja luminoso y negro azulado al amarillo y el rojo. Sin embargo, los miembros del género Colostethus son generalmente castaños y poco llamativos. Las ranas van de un tamaño de 1 a 6 cm de longitud, dependiendo de la edad y la especie de rana.
Estas ranas recibieron su nombre común de los numerosos tipos de alcaloides venenosos encontrados en la piel de muchas especies. Un buen número de los miembros de esta familia poseen en su piel estas defensas químicas. Las pumiliotoxinas son una familia de aproximadamente 80 alcaloides, liposolubles, que lo obtienen de la dieta, principalmente de artrópodos, es decir, que estas toxinas no son sintetizadas por las propias ranas . La rana dardo más venenosa es la rana dorada (Phyllobates terribilis), la toxina que poseen es la batraciotoxina, la cual penetra en su cuerpo al ingerir un tipo de escarabajos de la familia Melyridae, que son los que la sintetizan, la rana al ingerir este tipo de cucarachas acumulan la toxina en su cuerpo ya que esta no les hace daño.
Se ha comprobado que los niveles de toxicidad varían dentro de una misma población según como de llamativo es su patrón de coloración. Tradicionalmente y como parecería lógico se ha considerado que los fenotipos con un patrón más llamativo y visible van junto a mayor toxicidad.
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