Palaeomarachne jest najstarszą kikutnicą znaną ze skamieniałości form dorosłych. Jedynym starszym taksonem przypisywanym do kikutnic jest kambryjski Cambropycnogon znany wyłącznie z formy larwalnej przypominającej protonimfona. Dorosłe Palaeomarachne wyróżniały się od innych kikutnic podzieloną poprzecznymi bruzdami częścią głowową. Nie jest pewne, czy bruzdy te odpowiadały faktycznemu podziałowi na segmenty (somity). Jeśli tak było, to może to być cecha plezjomorficzna kikutnic, aczkolwiek możliwa jest również jej interpretacja jako autapomorfii powstałej przez powielenie segmentów w linii rozwojowej Palaeomarachne. Brak typowej dla pozostałych kikutnic cefalosomy każe umieszczać Palaeomarachne poza grupą koronną tej gromady określaną jako Eupycnogonida.
Morfologia Zwierzę osiągało duże jak kikutnicę rozmiary ciała. U holotypu region głowowy miał 12 mm długości i 9,8 mm szerokości, zaś zachowana część regionu tułowiowego ponad 20 mm długości i 10 mm szerokości. Rozmiary całego korpusu zwierzęcia szacuje się na co najmniej 32 mm długości i 24 mm szerokości. Nieznana jest budowa odnóży czy innych przydatków oraz tylnego końca ciała. Oskórek grzbietowej strony ciała miał ornametację w postaci ziarnistości, które stawały się większe i bardziej wydłużone ku tylnym krawędziom osiowych regionów segmentów tułowia.