涡虫纲具有无性生殖的能力（主要是通过横分裂）及强大的再生能力，且具有极性，这可能与轴的生理学的和发育的梯度有关。此外，三肠目涡虫随着饥饿虫体缩小，退行生长（degrowth），有时从成体大小缩到孵化时的大小，再喂食又能重新生长。推测这种过程可能是组织恢复活力（rejuvenation），胚质不灭（immortality）能力的表现。

体壁由皮肌囊构成。外为单层上皮，具纤毛，尤以腹面较发达，上皮层中有大的腺细胞，当动物爬行时分泌粘液。中胚层中也可分布腺细胞，有细管通到上皮层的表面，这些分泌物有助于虫体附于基底上。自由生活的种类，上皮层中有杆状体，也由腺细胞分泌而成，其功能不明，有人认为杆状体释放后，可以在体表形成一层保护膜，也有人认为有防御作用。

肌肉层分环肌、斜肌和纵肌。皮肌囊内，在各器官间填充有中胚层来源的实质组织，实质中有游走的变形细胞，这些细胞在再生过程中可分化成不同的细胞，实质可以传递及贮存营养物质，个体较大的种类，实质中也有发达的肌肉，以斜、背腹、横向和纵向排列。

多数种类肉食性，以活的或死的浮游生物、小甲壳类及其他扁虫为食。消化系统由口、咽和肠组成，无肛门。因种类不同，咽及肠的结构不同，咽有 3种类型：简单的咽仅仅是纤毛上皮向内凹陷形成（图2a）；球状的咽位于小的咽腔中，能外翻（图2b）；最复杂的如涡虫的咽是一个缩到咽腔内的皱褶的管子，可以从口伸出，其基部与体层相连（图2c、d），咽作为消化系统的一个器官，由肌肉组织、腺体及神经组成。

海生原始的种类无消化腔（图3a），由短而简单的咽通到由内胚层细胞（营养组织）构成的消化区,其他的涡虫纲种类均具消化腔,比较小的种类，肠仅是一个简单的盲管（图3b），个体较大种类的消化腔十分复杂，以不同的形式进行分枝（图3c、d），一来可以增加消化吸收的面积，同时在没有循环系统的情况下，营养物质可以通过肠的分枝到达身体各处的组织，为个体增大创造了条件。淡水涡虫可通过消化其消化系统及实质组织来忍耐饥饿，个体缩小到其原来的1%,仍能生存。

涡虫捕食时，从口中伸出肌肉质的咽,咽分泌酶,使捕获物麻痹并消化，通过缩回咽，食物经口进入成盲管的肠，肠壁由单层上皮细胞组成，这些细胞吞噬小的食物颗粒，形成食物泡进行细胞内消化，肠不分化成分泌或吸收的区域，说明肠中的细胞外消化作用很有限，不能消化的废物由口排出。

无循环系统和呼吸器官，排泄器官为具焰细胞的原肾管型，海生的无肠目涡虫无原肾管，另外一些海生种类原肾也不发达，因此有的学者认为原肾的主要功能是调节渗透压，而不是排泄，含氮废物以氨的形式可通过体表排出体外，但也有一些是随水分从排泄孔排出。

涡虫的神经系统和感受器官均发达，神经系统呈梯型，由头部的神经节（脑）和向体后通出的成对的神经索组成，低等种类，还有与腔肠动物相似的神经网的遗迹。

涡虫体表分布触觉和化学感觉细胞，触觉细胞末端有刺，穿到上皮的表面，这种细胞在体前端和体边缘处特别多。许多水生种类，头部有一对纤毛沟，内有化学感受复合体，纤毛运动,使外界液体环流到感觉中心,可以比较判断体两侧的化学物质（肉汁或毒物）的方向和性质，可使动物趋向或远离之。

涡虫的眼是在色素杯内有一组感光细胞组成，眼一对，或可有几对。多数种避光，淡水涡虫若去掉眼，也能避光，可能除眼感光外，在上皮层中也分布有感光细胞。游泳生活的涡虫多数有平衡囊，但爬行的淡水涡虫则无。

生殖系统均为雌雄同体，两性生殖系统结构复杂，但低等种类结构较简单，如无肠目涡虫无精巢，由中胚层形成的纵带产生精子，精子在实质中移动到交配器官——阴茎。卵也不是由生殖腺产生，每个虫的阴茎穿刺对方的体壁将精子注入到实质中，卵与精子受精，受精卵由口排出，多数种是待亲体死亡，体壁破裂受精卵释出。

较高等涡虫，雄性生殖系统由精巢、生殖导管、交配器官组成。精巢可以是一个、成对、多个组成，由细小的管子通到较大的输精管，然后运送精子到生殖腔，腔中有阴茎。输精管下端可膨大成贮精囊。

雌性生殖系统包括一或多个卵巢，由输卵管也通到生殖腔，生殖腔一侧有交配囊用以贮存交配时另一个体注入的精子，或是在输卵管下端膨大，叫受精囊用以贮存另一个体的精子。

涡虫纲常用卵黄腺的位置作为分类鉴定的特征。低等种类无卵黄腺，仅在卵中有卵黄，高等种类有卵黄腺产生卵黄细胞，卵黄细胞包围一或多个无卵黄的卵。卵黄细胞可分泌硬壳。

涡虫虽为雌雄同体，但多为异体受精，生殖孔位于腹面，螺旋型卵裂，多数种类直接发育，多肠目涡虫，全部海生，有自由游泳的幼虫期，叫弥勒氏幼虫（Müller's larva）在变态到成体前，进行短暂的浮游生活。

有些种类可进行无性生殖，并能再生出身体失去的部分，有些种无性生殖是横分裂，形成子体链，当新个体成熟时从链上脱落，进行独立生活。淡水涡虫进行横分裂，不形成链，母体沿其主轴横分裂成两段或更多的段，每段再生成完整的个体。

涡虫纲的分目过去一直根据消化管的有无及其复杂程度分为无肠目、单肠目、三肠目及多肠目。近年来许多学者认为以生殖系统为主要依据并结合消化管的结构进行分类较为确切、合理。但各学者的意见不完全一致，有的学者根据生殖系统卵黄腺的有无，及是否为典型的螺旋卵裂分为 2个亚纲：原卵巢涡虫亚纲（Archoophoran turbellarians）和新卵巢涡虫亚纲（Neoophoran turbellarians），其下分为9个目或11个目不等。有的不列亚纲，直接分为12个目（R S K Barnes等，1993）。现仅举常见的或与探讨演化关系有意义的几个目。

（Acoela） 生活在海水中，小型涡虫，体长1mm-12mm，通常约2mm，体长圆形，口位于近中央的腹中线上，有的具一简单的咽，无消化管，有一团来源于内胚层的营养细胞进行吞噬和消化。无原肾管，神经系统很不发达（包括脑及多条神经索并连成网状），有的为上皮神经网。具平衡囊，生殖细胞直接来自实质细胞，无输卵管，螺旋卵裂，直接发育。如旋涡虫（Convluat）。

（Macrostomida）生活在海水或淡水中，小型涡虫。具简单的咽及囊状具纤毛的肠，有一对腹侧神经索。生殖系统结构完全，常行无性生殖，虫体横分裂后常不分开形成虫链。大口虫目是从过去分类的单肠目分出的一目（单肠目还分为链虫目Catenulida）和新单肠目Neorhabdocoela.后者也有的仍称为单肠目）。代表种如大口虫（Macrostomum）、微口涡虫（Microstomum）。

（Polycladida）海产，体扁圆形或叶形，体长3mm～20mm，通常在体之前缘或背部具一对触手（tentacls）有许多眼，位于体中央向四周分出很多分支盲管，故名多肠目。具褶皱咽，神经系统也包括脑及成网状的神经索。生殖系统完全。无卵黄腺，螺旋卵裂，个体发育中经牟勒氏幼虫（Muller's Larva）。常见的如平角涡虫（Planocera）。

（Tricladida）生活海水、淡水中也有的生活在陆地上。体长2mm～50mm。咽具褶皱管状。肠分3支（1支向前2支向后），每支上各有许多分枝。原肾管一对，卵巢一对，具分支的卵黄腺。个别种营体外共生，如蛭态涡虫（Bdelloura也称鲨涡虫），还有一些陆生种如笄蛭涡虫（Bipalium），我国常见的代表种如三角涡虫等。

以上四个目，前3个目属于原卵巢涡虫亚纲，最后一目属新卵巢涡虫亚纲。目前一般认为原卵巢涡虫类是低等的种类，新卵巢涡虫类是较为进化的种类。但是哪类是最原始的，学者们有些认为大口虫目是最接近祖先的类群，因为它们具简单的咽，盲囊状不分支的肠，神经索放射排列，具额腺（fronta gland，也称头腺）及平衡囊，无卵黄腺，螺旋卵裂，这些为原始特征，无肠目和链虫目是由大口目祖先分出的分支。另一些学者认为无肠目是最原始的涡虫类,因为它们没有肠管，简单的咽直接与来源于内胚层的吞噬细胞相连，无原肾管，神经也呈放射状。近年来又有学者（Karling．1974）提出涡虫的祖先是介于无肠目和大口虫目之间的一类动物，认为其消化管为囊状如大口虫目，但无原肾管又像无肠目，神经系统为上皮神经网，总之这一问题还没有定论，尚待进一步研究。