Les tamarins sont à peine plus grands que les ouistitis (20 à 30 cm pour 350 à 600 g). Leur principale différence se situe au niveau des dents. Les ouistitis ont des incisives bien développées, aussi grandes que les canines, à l’aide desquelles ils font saigner les arbres à gomme. Ils plantent leurs incisives supérieures dans l’écorce et gougent de bas en haut avec les incisives inférieures en forme de biseau. Chez les tamarins, les canines du bas sont longues et divergentes, les incisives sont courtes et droites, si bien qu’ils ne peuvent pratiquer de telles incisions. De plus, leur mâchoire a la forme d’un U et non d’un V comme chez les ouistitis. Dans les conditions rudes du centre et du Nordeste brésiliens, la sève est un aliment énergétique de substitution qui a permis aux ouistitis de coloniser ces régions. Ce ne fut pas l’orientation choisie par les tamarins beaucoup plus frugivores.
Les tamarins occupent des domaines de 20 à 100 ha et plus, parcourant au moins 1,2 km par jour, soit beaucoup plus que n’importe quel autre callitrichidé. Ils vivent en petits groupes mixtes incluant des individus non apparentés. Une unique femelle reproductrice supprime les cycles ovulatoires de ses rivales et s’accouple avec plusieurs mâles, mais chez deux espèces (S. fuscicollis et S. mystax) de rares cas de double mise bas ont été observés. La femelle met au monde des jumeaux une fois l’an, avec un pic de naissances entre novembre et mars pour les espèces de Haute Amazonie et en avril-juin pour les espèces répandues au nord de l’Amazone. La gestation et surtout l’allaitement ont un coût énergétique très élevé, c’est pourquoi les autres membres, surtout les mâles adultes, participent au transport et à l’élevage de la progéniture. Cette aide parentale est vitale non seulement pour la mère, soulagée d’un fardeau qu’elle ne saurait assumer seule, mais aussi pour les assistants eux-mêmes qui acquièrent ainsi une expérience de la solidarité et du partage.
Les tamarins fréquentent la forêt humide tropicale de plaine sauf les pinchés d’Amérique centrale qui sont des hôtes réguliers de la forêt sèche. Ils affectionnent la forêt secondaire riche en insectes et en enchevêtrements de lianes pour se cacher. À leur menu figurent moult fruits mûrs et arthropodes, la part du nectar et des exsudats végétaux augmentant lors de la saison sèche. Ce régime hautement nutritif et calorique s’avère indispensable pour un animal de petit format doté d’un transit intestinal rapide. La gomme constitue une source importante d’eau, de minéraux et de nutriments durant la saison sèche et le début de la saison humide. De plus, elle apporte du calcium aux femelles gestantes et lactantes.
Classiquement, on distinguait 2 sous-groupes de tamarins en fonction de leur face (critère arbitraire) mais des analyses génétiques récentes (Tagliaro, Schneider et al.) ont montré que la taille était un meilleur critère pour leur discrimination.
On distingue d’une part la radiation des petits tamarins, composée du Tamarin à selle (S. fuscicollis), du Tamarin blanc (S. melanoleucus), du Tamarin à manteau noir (S. nigricollis), du Tamarin du Río Napo (S. graellsi) et du Tamarin à manteau doré (S. tripartitus). Ce sont les tamarins à bouche blanche, caractérisés par un museau blanc.
La radiation des grands tamarins est plus complexe avec d’une part la section des tamarins moustachus, caractérisés par des poils blancs plus ou moins longs de chaque côté de la bouche, Tamarin à moustaches (S. mystax), Tamarin labié (S. labiatus) et Tamarin empereur (S. imperator), et d’autre part deux autres sections davantage apparentées entre elles, celles des tamarins à face nue : la première est représentée par les trois espèces de pinchés colombiens et panaméens, le Pinché à nuque rousse (S. geoffroyi), le Pinché à crête blanche (S. oedipus) et le Pinché aux pieds blancs (S. leucopus), et la seconde par les cinq espèces du nord de l’Amazone : le tamarin à mains dorées (S. midas), le Tamarin noir (S. niger) – au sud de l’embouchure de l’Amazone, le Tamarin bicolore (S. bicolor), le Tamarin à face nue de Martin (S. martinsi) et le Tamarin à face marbrée (S. inustus). Le dernier cité est original par sa face partiellement dépigmentée, d’où son nom latin.
Une distinction géographique permet de mieux saisir leur diversité : Les tamarins les plus septentrionaux sont les pinchés, qui occupent Panamá et le nord de la Colombie. Les autres tamarins à face nue occupent le nord du continent sud-américain (Guyana-Surinam-Guyane-nord du Brésil) presque toujours au nord de l’Amazone. Tous les tamarins à face velue occupent la haute Amazonie (Colombie-Équateur-Pérou-Bolivie-ouest du Brésil), quasiment toujours au sud de l’Amazone.
Des études morphologiques comparatives ont conduit plusieurs auteurs à suggérer que le Tamarin à manteau noir (S. nigricollis) serait le prototype pour toutes les autres espèces, à partir duquel deux lignes phylogénétiques basées sur le Tamarin à moustaches (S. mystax) et le Tamarin à mains dorées (S. midas) auraient divergé.
Groves distingue pour sa part six sous-groupes : la section "nigricollis" (avec S. nigricollis, graellsi, fuscicollis, melanoleucus et tripartitus), la section "mystax" (avec S. mystax, pileatus, labiatus et imperator), la section "midas" (avec S. midas et S. niger), la section "bicolor" (avec S. bicolor et S. martinsi), la section "oedipus" (avec S. oedipus, S. geoffroyi et S. leucopus) et la section "inustus" (avec le seul S. inustus).