在所有无脊椎动物中，棘皮动物是真正的海洋动物，因为在近5000种物种中，没有一种生活在淡水或陆地上。它们是一群古老的生物，始于寒武纪，迄今数亿年间，其中没有一种曾试图上到陆地生存。
最古老的棘皮动物是海百合（crinoids或称sealilies），以柄附着在古生代的海底。已知的海百合化石共有2100余种，而目前存活的则有800种。如今大部分的海百合生活在东印度洋海域，另一些则生活在西印度洋海域，北达哈特拉斯角，但在新英格兰海域则毫无踪影。
海边常见的棘皮动物则是代表此门的四个“纲”的生物：海星、海蛇尾和蛇星、海胆和饼海胆、海参。这一群体的所有成员，似乎都与“5”这个数字脱不了关系。其身体结构多半由5或5的倍数组成，于是，“5”这个数字便似乎成了这些动物的象征。
海星又称“星鱼”，身体扁平，大多呈传统的五星形，但其腕足的数目不定。其表皮因石灰质板而显得粗糙，其上长了短刺。大部分种类的海星表皮上也长有附在触角（或叫棘）上的小钳子，使皮肤不致沾上沙粒，同时也可拣除想要定居其上的生物幼虫。粗糙的表皮是必要的，因为柔嫩如花的脆弱呼吸器官也自表皮向外突出。
就像其他的棘皮动物一样，海星拥有所谓的水管系统，主司运动功能，还有一些辅助功能。这种系统由一组装满水的管子构成，遍布身体各部。海星借着上表层筛孔的板子——筛板注入海水。**沿着沟道流动，最后流进腕足下表面长沟道内的许多弹性短管（管足）。每只管足尖端都有吸盘，管足可以借着液压的变化伸长或收缩（伸长之际，吸盘抓住底下的岩石或其他坚硬表面，海星即可借此向前移动），管足也用来抓住贻贝或其他双壳软体动物的壳。在海星移动之际，任何一只腕足都可能走到前方，临时作为“头部”。
细长优雅的海蛇尾和蛇星的腕足并无沟槽，管足数量也较少。然而这类动物借着腕足的蠕动迅速前进。它们生性活跃，以多种小动物为食。有时它们会在近海海底数百只成群结队地组成“床”——这是一张活生生的网，很少有小生物能够安然逃过，抵达海底。
海胆的管足由身体的顶点从上到下排成5排（列），一如地球两极间的经线一般。海胆的骨板坚实地衔接着，形成了球状的胆壳。它唯一可以活动的结构是管足，经由胆壳中的孔伸出，叉棘和刺则长在骨板突起之处。管足在海胆离开水面时缩回体内，但当海胆重回水中后，又可以伸长到棘刺外，抓握海底，或用以捕捉猎物，同时，也执行感官功能。各种海胆的管足在长度和厚度上都有极大的不同。
海胆的口部长在下表面，由5颗闪亮的白色牙齿包围，牙齿不但可以刮擦岩石上的植物，也可协助运动（虽然其他的无脊椎动物，如环节动物，有可以咬嚼的下颚，但海胆是最先长有碾磨或咀嚼器官的动物）。牙齿由内部突出的钙质杆和肌肉组成的器官操纵，动物学者称之为“亚里士多德提灯”（Aristotle'slantern）。在其上表面，消化道经由位于海胆身体中央的肛门口通向体外，而在肛门口周围则是5片花瓣状骨板，每块板上各有一孔，可供排放卵子或**之用。其生殖腺排列成5簇，位于上表层的背面，这也是海胆全身唯一柔软的部分——人们为了这一部分采海胆为食，尤以地中海国家为甚；海鸥也同样为此目的猎取海胆，把它们摔在岩石上砸破胆壳，采柔软的部位为食。
海胆的卵广泛应用在关于细胞本质的生物学研究上。1899年，雅克·罗布（JacquesLoeb）就以海胆的卵为无精人工生殖法创下划时代的范例，他仅以化学物质或机械刺激，就使未受精的卵开始发育。
海参是奇特的棘皮动物，有柔软而长的身体。它们在海底爬行，口端朝前，身体左右对称，而非这类动物辐射对称的特征。有管足的种类，管足只有3排，出现在具有功能性的体表下侧。有些海参会挖掘洞穴，用体内的小小骨针抓握身边的土或沙，协助前进。其骨针形状因种类而有所不同，得在显微镜下仔细研究之后方能正确辨识。海参生活在近海的底部，或在潮间岩石和海藻之间，在热带海域的海参不但体形大，而且数量多，在北方海域的物种则较小。
