Le corps est fusiforme et modérément comprimé. La livrée présente une bande sombre bien marquée à la base de la nageoire anale et une tache humérale arrondie distincte. Une large strie sombre traverse horizontalement l’œil. La nageoire caudale et le pédoncule caudal ne portent pas de tache distincte. La longueur maximale rapportée est de 5 cm en longueur totale.
L'espèce n'a pas de dimorphisme connu. Il convient de se référer aux critères habituels du genre Hemigrammus.
L’espèce forme des bancs et adopte un régime omnivore. Les petites proies et particules à la dérive sont chassées en pleine eau en journée. Ce tétra évolue dans des eaux lentes où les individus fréquentent préférentiellement les zones calmes des petits cours d’eau et des lacs hydrographiques amazoniens.
Les modalités spécifiques de reproduction ne sont pas détaillées pour Hemigrammus lunatus. Une reproduction ovipare avec une ponte libre dans la végétation ou sur le substrat est probable, au même titre que plusieurs espèces proches. Il n'y a pas de soins parentaux et la progéniture est livrée à elle-même.
Hemigrammus lunatus est un petit tétra sud-américain présent dans les bassins de l’Amazone, du Paraguay, du Corentin et de l’Orénoque.