Động vật không xương sống là các sinh vật từ sinh vật nhân đơn bào đơn giản nhất như trùng đế giày đến các động vật đa bào phức tạp như bạch tuộc, tôm hùm và chuồn chuồn. Động vật không xương sống chiếm khoảng 95% tổng số các loài động vật. Các tế bào động vật nguyên sinh đơn bào có cấu trúc cơ bản giống như tế bào của động vật đa bào, nhưng một số bào quan được chuyên biệt. Động vật nguyên sinh di chuyển bằng roi hoặc tiên mao hoặc di chuyển thông qua sự hình thành giả túc (tay giả), lấy thức ăn bằng hình thức thực bào. Năng lượng cũng có thể được cung cấp nhờ quang hợp và tế bào được hỗ trợ bởi bộ xương trong hoặc bộ xương ngoài. Một số động vật nguyên sinh có thể hình thành tập đoàn.[47]

Động vật đa bào là cá thể có tế bào phân hóa, giữ các chức năng chuyên biệt. Các loại mô của động vật đa bào cơ bản nhất là biểu mô và mô liên kết, cả hai đều có mặt trong hầu hết các động vật không xương sống. Bề mặt ngoài của lớp biểu bì hình thành từ các tế bào biểu mô và tiết ra một cấu trúc nền ngoại bào bảo vệ sinh vật. Bộ xương trong có nguồn gốc từ trung bì, có mặt trong ngành Da gai, Thân lỗ và một số Chân đầu. Bộ xương ngoài có nguồn gốc từ lớp ngoại bì, chứa kitin, xuất hiện ở Chân khớp (côn trùng, nhện, ve, tôm, cua). Canxi cacbonat tạo thành vỏ của Thân mềm, Tay cuộn và một số họ Giun nhiều tơ; Silic dioxit tạo thành bộ xương ngoài của tảo silic và trùng tia.[48] Nhiều động vật không xương sống khác không có cấu trúc cứng nhưng lớp biểu bì tiết ra nhiều chất phủ bề mặt như tế bào dạng kim (pinacoderm, biểu bì bọt biển), lớp biểu bì gelatin của ngành Thích ty bào (polyp, hải quỳ, sứa) và lớp biểu bì collagen của ngành Giun đốt. Lớp biểu mô bên ngoài của một số loài có thể là tế bào cảm giác, tế bào tuyến và tế bào châm (cnydocyte), cũng có thể có các phần nhô ra như vi nhung mao, mao, tơ cứng, lông gai và mấu.[49]

Giải phẫu chân khớp

Động vật Chân khớp là ngành lớn nhất trong giới động vật với hơn một triệu loài động vật không xương sống được biết đến.[50]

Cơ thể của côn trùng phân đốt, bên ngoài được bảo vệ bởi lớp vỏ cứng (bộ xương ngoài), có thành phẩn chủ yếu là kitin. Cơ thể được chia thành ba phần riêng biệt: đầu, ngực và bụng.[51] Đầu thường có hai chiếc râu, một đôi mắt kép, một đến ba mắt đơn và miệng. Ngực có ba cặp chân, mỗi cặp phân đốt tạo nên ngực và một (hoặc hai) đôi cánh. Phần bụng có tới mười một phân đốt, chứa hệ tiêu hóa, hệ hô hấp, hệ bài tiết và hệ sinh dục.[52] Có sự khác biệt đáng kể trên các bộ phận cơ thể, đặc biệt là cánh, chân, râu và miệng giữa các loài, nguyên nhân là do sự thích nghi với môi trường.[53]

Nhện thuộc lớp Hình nhện, có bốn cặp chân; cơ thể được chia làm hai phân đốt: phần đầu ngực và phần bụng. Nhện không có cánh và râu. Miệng của nhện có dạng giống răng nanh (chelicerae) nối tiếp với tuyến nọc độc (hầu hết các loài nhện đều có nọc độc). Chúng có một cặp miệng trông giống như "chiếc kìm" (pedipalp) gắn liền với phần đầu ngực. "Chiếc kìm" này còn nằm trên các phân đoạn ở chân, có chức năng tương tự như các cơ quan nhận biết mùi vị của động vật khác. Ở nhện đực, cuối mỗi "chiếc kìm" là một chiếc ria sờ (cymbium) hình thìa có chức năng hỗ trợ cơ quan điều phối.[53]