Penaeus kerathurus pertenece al filo Arthropoda, subfilo Crustacea, clase Malacostraca, orden Decapoda, suborden Natantia, superfamilia Penaeidea y familia Penaeidae. El suborden Natantia se caracteriza porque sus integrantes presentan un cuerpo comprimido lateralmente, flexible y con paredes no muy calcificadas y un abdomen muy desarrollado. La familia Penaeidae presenta un rostro bien desarrollado, provisto de dientes sólo en el borde dorsal o en ambos bordes, el tercer pereiópodo está más desarrollado que el segundo y los sexos están separados y se reconocen fácilmente. El langostino del Mar Menor está emparentado con gambas y camarones.

Penaeus kerathurus presenta una talla media de unos 12 cm de longitud para los machos y unos 14 cm para las hembras, auque se pueden encontrar ejemplares que superan los 20 cm. El rostro es corto, apenas supera los ojos, y su borde inferior está provisto de un diente característico que lo distingue de los otros langostinos. El cuerpo es alargado y está comprimido lateralmente. Su caparazón semiduro se encuentra bien calcificado. Sus tres primeros pares de patas (pereiópodos) acaban en pinzas y el resto en una especie de uña (dactilopodio). La coloración es clara y variable, va del amarillento al grisáceo, con bandas o manchas transversales pardas bien definidas.