Это близкий родственник Рыбы-топорика Пигмея, но Карнегиелла Марты отличается несколько большим размером и отсутствием полупрозрачного тела. Взрослые особи могут достигать длины около 3 сантиметров. Их тело имеет характерную для рыб-топориков форму — сильно выпуклое и сжатое по бокам брюшко, напоминающее киль корабля или лезвие топора. Окраска обычно серебристая или серая, с чёрной полоской, проходящей вдоль хребта и по краю брюшка. Выраженный половой диморфизм у этого вида не отмечен, хотя считается, что самки немного крупнее и коренастее самцов. Плавники короткие и полупрозрачные, при этом грудные плавники напоминают миниатюрные крылья. Долгое время существовал миф о том, что эти рыбки способны совершать длительные прыжки над водой, используя свои грудные плавники для маневрирования в полёте. Однако в 1995 году этот миф был опровергнут; прыжки возможны, но только в случае испуга.