棘皮动物的体壁由表皮及真皮组成。体壁的最表面是一层很薄的角质层，其内为一层单纤毛的柱状上皮细胞。在上皮细胞中夹杂有神经感觉细胞及粘液腺细胞，腺细胞的分泌物可以粘着落于体表的沉渣，再由纤毛扫走。表皮之下是一层神经细胞及纤维层，构成棘皮动物的表皮下神经丛。随后是真皮层，包括一层很厚的结缔组织及肌肉层。肌肉可分为外层环肌和内层纵肌，反口面的纵肌发达，收缩可使腕弯曲。肌肉层之内即为一层体腔膜（peritoneu）。

棘皮动物的骨骼由中胚层形成，属内骨骼，位于体壁的结缔组织内。它是由许多分离的不同形状的小骨片在结缔组织的连接下形成的网格状骨骼，由掺有10%碳酸镁的钙盐组成。小骨片上有穿孔，这样既可减轻重量，又可增加强度。每个小骨片是由真皮中一个细胞先分泌一个晶体，围绕晶体再由周围的细胞分泌及积累钙盐形成，因此骨片可随动物的生长而增大。骨片的大小、形状及网格的排列都决定于真皮细胞的结构与排列。

除了骨片之外，还有一些刺（spine）、叉棘（pedi-cellaria）及棘突束（paxilla）等骨骼成分散布于体表，用以防卫及消除体表的沉积物。其中叉棘有的无柄，有的有柄。叉棘在海盘车及棘钳目是很普遍的，它们由小骨板组成，呈钳状或剪刀状，借助于基部的一对对抗肌牵引、控制开闭。有的叉棘在刺的四周成圈排列。显带目海星的反口面有分离的伞状骨片，伞面上有许多可动的刺，这就是棘突束，适用于沙面穴居生活。表皮上除刺、棘之外，还有大量的皮鳃，它的结构与功能将在呼吸部分叙述。

水维管系统（water vascular syste）是棘皮动物所特有的一个管状系统，它全部来自体腔，因此管内壁裹有体腔上皮，并充满液体，它的主要机能在于运动。水管系统通过筛板与外界相通。筛板是一石灰质圆板，上面盖有一层具纤毛的上皮，表面具有许多沟道，沟底部有许多小孔及管道，并进入下面的一个囊内，由囊再连到下面的石管（stone canal）。

石管是由于管壁有钙质沉积而得名，壁管有突起伸入管腔，而将管腔不完全地隔开，以允许管内液体向口面及向反口面同时流动。石管由反口面垂直向下，到达口面后与口周围的环水管（circular canal）相连。环水管位于口面骨板的内面，管壁也常褶皱，将管腔也分成许多小管道，其作用可能有利于液体在其中的流动。在间辐区的环管上有4-5对褶皱形成的囊状结称，称贴氏体（Tiedemann's bodies），它的作用可能是产生体腔细胞。另外相当多的海星类环管上还有1-5个具管的囊，称波里氏囊（Polianvesicles），囊壁上有肌肉，用以贮存环管中的液体。海盘车没有波里氏囊。

由环管向每个腕伸出一辐射管（radial canal）直达腕的末端，辐水管位于步带沟中腕骨板外面，辐管沿途向两侧伸出成对的侧管（lateral canal），左右交替排列。侧管末端膨大，穿过腕骨片向内进入体腔形成坛囊（pulla）。坛囊的末端成为管足进入步带沟内。

许多种类管足末端扁平形成吸盘。管足的结构与体壁相似，外有纤毛上皮，内有体腔上皮，中间有肌肉及结缔组织，肌肉的收缩控制管足弯曲或延伸。由辐水管向两侧伸出的侧水管如果等长，则管足在步带沟内表现出两行；如果侧水管长短交替，则管足在步带沟内表现出4列。海盘车则表现出4列状。水管系统中充满液体，其体液与海水等渗，其中含有体腔细胞、少量蛋白质及很高的钾离子，在运动中相当于一个液压系统。当坛囊收缩时，它与侧管交界处的瓣膜关闭，囊内的液体进入管足，管足延伸，与地面接触，管足末端的吸盘产生真空以附着地面。当管足的肌肉收缩时，管足缩短，液体又流回坛囊。棘皮动物就是这样靠管足的协调收缩以完成运动，而水管系统的其他部分可能仅用以维持管内的压力平衡。

有实验证明管内的液体并不与外界交换。海星运动时常以1-2个腕为领导腕，该腕内的管足同步向相同方向伸出及缩回。但实际上5个腕的管足并不总是向相同方向伸出或完全协调的，因此，海星的运动是很缓慢的。由于意外身体翻转时，它用1-2个腕扭转恢复到正常位置，并吸附在地面，然后身体由腕下面翻过，以恢复正常运动。显带目海星如槭海星（Astropecten）、砂海星等生活在软质海底，其管足无吸盘，在步带沟中排成两列，这些特征有利于它们在泥沙穴居或爬行。

海星类都是肉食性动物，可以取食各种无脊椎动物，特别是贝类、甲壳类、多毛类等，甚至鱼类。其中有的是单食性的，例如许多种类通常仅食双壳类动物。也有多食或杂食性种类。

其取食方式基本上有以下三种：

海星类的消化道也呈五辐排列，口位于口面中央，周围有围口膜，膜上有环肌及括约肌，调节口的扩大与缩小。口后为食道，很短，随后进入膨大的胃。胃壁上有水平方向的紧缩，使胃被分隔成近口面的贲门胃（cardiac stomach）和近反口面的较小的幽门胃（pyloric stomach）。取食时贲门胃常外翻，包裹食物后再一同缩回体内。胃壁上有2-10条体腔膜起源的胃带（gastric ligaents），将之连接到骨板上。由幽门胃向各腕伸出一幽门管，进入腕后立刻分为两支，直达腕的末端。幽门管沿途向两侧分出例管，其周围有大量腺细胞包围形成幽门盲囊（pyloriccecv），它实际上是消化腺，也称肝脏，具分泌消化酶、吸收及贮藏营养物质的功能。幽门胃后为很短的肠，肠末端直肠周围有5个直肠盲囊（rectal cecvm），最后以很小的肛门开口在反口面中央。有的种甚至没有肠，不能消化的食物通常仍由口吐出。消化道的内壁均裹有纤毛上皮，在贲门胃壁上有发达的腺细胞以分泌消化酶，特别是幽门盲囊可以分泌蛋白酶、淀粉酶及脂肪酶。食物可进行部分的体外消化，在胃内主要进行胞外消化，在幽门盲囊中可进行胞内消化。

棘皮动物没有专门的循环器官，可能由体腔液执行循环机能。中央盘及腕中都有发达的体腔，围绕在器官周围，其中充满体腔液，靠体腔膜细胞的纤毛摆动造成体腔液的流动，以完成营养物质的输送。体腔液中的体腔细胞可能是来自体腔膜，也有人说来自贴氏体，具吞噬机能。由于体腔液与海水等渗，很少具调节能力，因此棘皮动物只能生存在海水中，很少侵入河口。仅有个别种可以在低盐水中（8-18‰）生活，其余均生活在标准海水中（盐度35‰）。棘皮动物具有一特殊的血系统（heal syste）及围血系统（perihe alsyste）。

血系统包括一系列与水管系统相应的管道，其中充满液体，液体中也有体腔细胞。在口面环水管的下面有环血管，向各腕也伸出辐血管，也位于辐水管之下。由环血管向反口面伸出一深褐色海绵状组织的腺体与石管伴行，称轴腺（axialgland），它可能具有一定的博动能力。在接近反口面处伸出胃血环（gastric hemalring），并分支到幽门盲囊，到达反口面时形成反口面血环，并分支到生殖腺。在靠近筛板处有一背囊，也有搏动能力，可推动液体的流动。血系统的功能尚不能确定，可能与物质的输送有关。包围在血系统之外的并与之伴行的是围血系统，除了没有胃围血环之外，其余完全相伴而行。实际上它是体腔的一部分，包在血系统之外形成一套窦隙。关于它的作用很少了解。

海星类的呼吸及排泄主要由皮鳃、管足及体表进行。皮鳃是体壁的内、外两层上皮细胞向外突出的瘤状物，体腔液也流入其中。皮鳃内的体腔上皮的纤毛作用使体腔液在其中流动，皮鳃外层的纤毛上皮造成体表的水流动，这样不停地进行着气体交换。在显带类皮鳃顶端呈分支状，位于棘突束之间的缝隙内。管足在气体交换中也起着重要作用，特别是在皮鳃不发达的种类。有实验证明，在关闭步带沟、管足不能进行呼吸时，氧的消耗量减少60%。海星类的含氮废物也是由皮鳃及管足排出，用活体染料注射体腔表明，代谢废物由体脑细胞摄取，满载后移到皮鳃，并聚集在其顶端，以后当皮鳃收缩时，这些体腔细胞被排出体外。也有的满载代谢物的体腔细胞进入管足末端的吸盘处，以后从吸盘处排出。还有的代谢物来自幽门盲囊，以后随未被消化的食物残渣由口吐出。

海星类及所有棘皮动物的神经系统都是分散的，不形成神经节或神经中枢，且都与上皮细胞紧密相连。一般认为海星类包括三个互不相连的神经结构：

神经系统对运动起着重要的作用。有实验证明，切断一个腕的辐神经，则所有腕的管足协调运动消失。如在两腕之间切断环神经，则抑制了所有的运动，这说明在辐神经与环神经之间存在着一个神经中心，而这个中心一般是存在于起主导作用的腕上，由它控制着其他腕的协调一致。大多数种类五个腕都可临时性的作为主导腕，也有少数种只有一个腕是永久性的主导腕。每个腕的末端、触手的下面有一红色的眼点，是其唯一的感官，由80-200个色素杯小眼组成。每个小眼由上皮细胞组成杯状，其中有红色色素颗粒，盖在其外面的角质层加厚处作为晶体作用，即使把眼点都盖住，它也能对光产生反应。表皮中含有大量的神经感觉细胞，这些细胞具有长的突起，最后加入到上皮神经丛，它们构成感受器，对光、触觉及化学刺激均有反应。这些感觉细胞分布在整个体表，在管足、触手、步带沟边缘特别丰富。

绝大多数的海星类为雌雄异体，共有10个生殖腺，每个生殖腺由一丛葡萄状管组成。在非成熟期腺体很小，位于五个腕的基部。在生殖期，腺体很大，几乎充满了整个的腕。生殖腺雄性常白色，雌性多橙色，每个生殖腺有一个生殖孔位于反口面腕基部中央盘上。槭海星类（Astropectinidae）每个腕有许多生殖腺，排列成行，生殖孔开口在口面。少数种类为雌雄同体，例如一种海燕（Asterina gibbose），但雄性先熟，即年幼时产生雄性生殖细胞，年龄较大后变成雌性个体，产生卵。

生殖细胞均来自体腔上皮，产卵及受精均在海水中进行。一般雌性生殖细胞的存在可以刺激其他个体也排卵或雄性排精，或是精子的存在刺激雌性排卵。实验证明卵的成熟与排放是由辐神经的神经分泌细胞的分泌物所刺激。大多数种类个体产卵量很大，可达250万粒，卵小，少黄卵，间接发育。少数种产卵数目较少，卵亦大，卵黄亦多，为直接发育，但卵经母体的孵育。孵育的方法因种而不同，例如翼海星类（Pterasteridae）的一些种，卵在口面孵育；还有的种卵产于反口面中央盘上，腕基部长出长刺以保护卵，并在其中孵育。

大多数的种还要经过一自由游泳的幼虫期。由受精卵经辐射卵裂、形成囊胚，当发育到原肠胚期后，开始自由游泳。起初整个表面有纤毛，随着发育纤毛被限制在一定的纤毛带上，前端起自口，后端到肛门前，幼体靠纤毛带游泳与取食。以后口前的纤毛带形成一环状，同时体内出现三分体腔，称为双羽幼虫。它是两侧对称的。大约经历数周时间才能发育到双羽幼虫阶段。双羽幼虫经过取食、游泳一段时间之后，在前端出现三个附属的短腕，其顶端具粘着细胞，腕的基部也有粘细胞形成的吸盘，这时称短腕幼虫（brachiolaria）。

随后它用粘细胞及吸盘固着在基底上（显带类不形成短腕幼虫），然后开始变态。幼虫的前端前口叶特化成一固着柄，由幼虫的后端部分发生成体结构，幼虫的左侧变成了口面，右侧变成了反口面，成虫出现腕。幼虫的消化道退化，成虫的消化道按辐射对称发生。幼虫的后体腔变成了成体的躯体腔，后体腔的一部分也变成了围血系统。左侧的前、中体腔（即轴腔、水腔）发育成水管系统，右侧的前、中体腔退化，同时左侧的水腔发生5对突起，每对进入发育中的腕。这5对突起分别代表第一对管足。随着更多管足的形成，则用管足附着，原来固着的前端游离，并不断形成骨板。大约经历了二个月的时间发育成幼体海星，这时直径大约仅1毫米左右，身体由两侧对称变成了辐射对称，完成了变态。

幼体的生长速率及寿命因种而不同，一般1-2年后、少数4-5年后达到性成熟。生长可持续数年，寿命可达数年至10多年，个别种可达30多年。一些海星可以行无性生殖，即通过中心盘的分裂，一个海星可以变成两个。一般地说海星类都有很强的再生能力，一个腕只要带有部分中央盘都可以再生成一个整体，特别是带有筛板时更易于再生。甚至一种指海星，一个被切下的腕，也可以再生出中央盘及其他腕，但再生部分较正常的小。

海星是生活在大海中的一种棘皮动物，它们有很强的繁殖能力，寿命可达35年。全世界大概有1500种海星，大部分的海星，是通过体外受精繁殖的，不需要交配。雄性海星的每个腕上都有一对睾丸，它们将大量精子排到水中，雌性也同样通过长在腕两侧的卵巢排出成千上万的卵子。精子和卵子在水中相遇，完成受精，形成新的生命。从受精的卵子中生出幼体，也就是小海星。所以要让他们的卵子不能繁殖。

有研究者发现，一些海星具有季节性配对的习性，即雄性海星趴在雌性海星之上，五只腕相互交错。这种行为被认为与生殖有关，但其真正的功能则尚未被确认。

海星类分布世界各海域，以北太平洋区域种类最多。垂直分布从潮间带到水深6000米。磁海星科是深海动物，栖息深度不小于1000米。海星生活在各种底质，但软泥底上很少见。海盘车属对底质要求不严，常随所摄食的双壳类的多少而移动。

德国莱布尼茨海洋学研究所曾发表公报说，最新研究发现，海星等棘皮动物在海洋碳循环中起着重要作用，它们能够在形成外骨骼的过程中直接从海水中吸收碳。

棘皮动物是生活在海底的无脊椎动物，分为海星纲、海胆纲、蛇尾纲、海参纲和海百合纲等5类，其身影遍布各大洋。研究发现，棘皮动物会吸收海水中的碳，以无机盐的形式（例如碳酸钙）形成外骨骼。它们死亡后，体内大部分含碳物质会留在海底，从而减少了从海洋进入大气层的碳。通过这种途径，棘皮动物大约每年吸收1亿吨的碳。

此前已知，燃烧化石燃料产生的温室气体进入海洋后，海水酸性会上升，伤害珊瑚礁和贝类。此次研究人员发现，酸性海水对棘皮动物的侵害也非常严重，令这类生物无法形成牢固的含钙外骨骼。

浑身都是棘皮的海洋动物——海星有着奇特的星状身体，它盘状身体上通常有5只长长的触角，但看不着眼睛。人们总以为海星是靠这些触角识别方向，其实不然。美、以两国科学家的研究发现，海星浑身都是“监视器”。海星缘何能利用自己的身体洞察一切？是的，海星缘何能利用自己的身体洞察一切。

原来，海星在自己的棘皮皮肤上长有许多微小晶体，而且每一个晶体都能发挥眼睛的功能，以获得周围的信息。科学家对海星进行了解剖，结果发现，海星棘皮上的每个微小晶体都是一个完美的透镜，已知它的尺寸远远小于人类利用现有高科技制造出来的透镜。海星棘皮中的无数个透镜都具有聚光性质，这些透镜使海星能够同时观察到来自各个方向的信息，及时掌握周边情况。在此之前，科学家以为，海星棘皮具有高度感光性，它能通过身体周围光的强度变化决定采取何种隐蔽防范措施，另外还能通过改变自身颜色达到迷惑“敌人”的目的。科学家说，海星身上的这种不寻常的视觉系统还是首次被发现。科学家预测，仿制这种微小透镜将使光学技术和印刷技术获得突破性发展。

生态平衡海星是海洋食物链中不可缺少的一个环节。它的捕食起着保持生物群平衡的作用，如在美国西海岸有一种文棘海星时常捕食密密麻麻地依附于礁石上的海虹。这样便可以防止海虹的过量繁殖，避免海虹侵犯其他生物的领地，以达到保持生物群平衡的作用。

海星的绝招是它分身有术。若把海星撕成几块抛入海中，每一碎块会很快重新长出失去的部分，从而长成几个完整的新海星来。例如，沙海星保留一厘米长的腕就能生长出一个完整的新海星，而有的海星本领更大，只要有一截残臂就可以长出一个完整的新海星。海星的腕、体盘受损或自切后，都能够自然再生。海星的任何一个部位都可以重新生成一个新的海星。

由于海星有如此惊人的再生本领，所以断臂缺肢对它来说是件无所谓的小事。已知，科学家们正在探索海星再生能力的奥秘，以便从中得到启示，为人类寻求一种新的医疗方法。科学家发现，当海星受伤时，后备细胞就被激活了，这些细胞中包含身体所失部分的全部基因，并和其他组织合作，重新生出失去的腕或其他部分。

因此，某些种类的海星通过这种超强的再生方式演变出了无性繁殖的能力，它们就更不需要交配了。不过大多数海星通常不会进行无性繁殖。

2007年最新报道，菲律宾2.5万平方千米的珊瑚礁有一半以上遭到海星大军的侵袭。海星也很可怕。自2006年以来，中国北方沿海地区突发大量海星，密度高达300个/平方米，高峰期每天在3-5亩海域内能拣捕到海星500多千克。海星主要集中在崂山、胶州湾、唐岛湾和胶南海域，疯狂地摄食鲍鱼、菲律宾蛤仔、扇贝等养殖经济贝类，一个海星1天能吃掉十几只扇贝，食量惊人，给贝类养殖业造成巨大的经济损失。仅2006年胶南地区因海星灾害就导致鲍鱼养殖损失达4000余万元；2007年仅青岛海风水产养殖公司的杂色蛤养殖因海星吞食而损失高达3000余万元。据初步统计，自2007年3月份开始，在胶州湾养殖的16万亩菲律宾蛤仔已有60%遭到海星侵害，受灾率达70%-80%，部分海区高达90%，一条60马力鱼船在胶州湾养殖区一天可捕获海星800-1000千克，养殖渔民损失惨重。

控制海星的泛滥，引起了各国政府和专家的高度重视，减少其对贝类养殖的经济损失已迫在眉睫。在日本，每年都要耗费上百万资金来控制海星的危害，美国的牡蛎养殖场每年都要花费很大的人力和财力来应对其危害。同时，海星的危害已引起各级政府的高度重视。

鉴于海星泛滥对渔业生产带来的严重负面影响，结合当前生产实际，主要探索以下几方面的研究对策：