1. Тело подразделено на ряд сегментов, т. е. характерна метамерность строения, но в отличие от кольчатых червей, эти сегменты не однородны — это так называемая гетеромерная (гетерономная) метамерия. Передний отдел тела членистоногих, несущий органы чувств и конечности для захвата пищи, называется головой (сегменты, образующие голову, сливаются в единую монолитную структуру) , средний — несущий ходильные конечности — грудью, а задний — брюшком.
2. Характерно наличие плотного наружного покрова (экзоскелета) — кутикулы, образованного в основном хитином и покрытого сверху водоотталкивающим восковым слоем. Благодаря наличию такого покрова, эти животные первыми из всех представителей животного царства смогли заселить пространства суши в девонском периоде палеозойской эры (см. раздел “Естественная история развития жизни на земле”).
3. Конечности из-за развития плотного покрова имеют членистое строение, представляя собой систему подвижно сочлененных друг с другом рычагов (отдельные членики конечностей соединяются между собой посредством суставов) .
4. Кожно-мускульный мешок, свойственный для предыдущих групп — редуцируется (скорее всего это связано с появлением плотного наружного покрова) . К внутренней поверхности экзоскелета прикрепляются пучки поперечно-полосатых мышц — появление мускулатуры этого типа обеспечивает увеличение подвижности членистоногих и увеличение скорости их передвижения в пространстве, по сравнению с другими организмами. Гладкая мускулатура частично сохраняется.
5. В связи с развитием прочного экзоскелета целом (или вторичная полость тела) утрачивает опорную функцию.
6. Полость тела у членистоногих смешанная (т. наз. миксоцель) ; она образуется в результате смешения первичной и вторичной полости тела вследствие неоднородности сегментации и объединения сегментов в функциональные группировки (отделы тела см. выше п. 1.).
7. Из-за того, что экзоскелет обладает значительной жесткостью, рост членистоногих возможен только во время линьки, когда прежний покров уже сброшен, а новый — еще мягкий и поддается растяжению.
8. Нервная система представлена либо брюшной нервной цепочкой, либо брюшной нервной “лестницей” (у примитивных групп) .
9. Кровеносная система незамкнута, имеется просто устроенное сердце.
10. Органы дыхания могут быть трех основных типов: жабры, легкие и трахеи.