Gerinctelen
A gerinctelenek közös jellemzője a gerincoszlop (gerinc) hiánya: ez tesz különbséget a gerinctelenek és a gerincesek között. A megkülönböztetés csupán kényelmi szempont; nem alapul semmilyen egyértelmű, biológiailag homológ tulajdonságon, mint ahogy a szárnyak közös tulajdonsága funkcionálisan egyesíti a rovarokat, a denevéreket és a madarakat, vagy mint a szárnyak hiánya a teknősöket, a csigákat és a szivacsokat. Mivel a gerinctelenek állatok, heterotrófok, és más élőlények fogyasztása formájában igénylik a táplálékot. Néhány kivételtől eltekintve, mint például a poriferák, a gerinctelenek teste általában differenciált szövetekből áll. Általában emésztőkamrájuk is van, egy vagy két nyílással a külvilág felé.
Morfológia és szimmetria
A legtöbb többsejtű élőlény testfelépítése valamilyen formában szimmetrikus, legyen az radiális, kétoldali vagy gömb alakú. Egy kisebbség azonban nem mutat szimmetriát. Az aszimmetrikus gerinctelenek egyik példája az összes csigafaj. Ez jól látható a csigáknál és a tengeri csigáknál, amelyek héja spirális. A csigák külsőleg szimmetrikusnak tűnnek, de a pneumosztómájuk (légzőnyílásuk) a jobb oldalon található. Más csigaféléknél is kialakul a külső aszimmetria, például a Glaucus atlanticusnál, amely éréskor aszimmetrikus ceratákat fejleszt ki. A csigafélék aszimmetriájának eredete tudományos vita tárgya.
Aszimmetria más példáit találjuk a hegedűs rákoknál és a remeterákoknál. Ezeknél gyakran az egyik karom sokkal nagyobb, mint a másik. Ha egy hím fiddler elveszíti a nagy karmait, akkor a vedlés után egy másikat növeszt az ellenkező oldalra. A szesszilis állatok, például a szivacsok aszimmetrikusak a koralltelepek mellett (az egyes polipok kivételével, amelyek radiális szimmetriát mutatnak); az alpheidae karmok, amelyeknek nincs fogójuk; és néhány kopepoda, poliopisthocotyleans és monogén, amelyek a halak gazdatestének kopoltyúkamrájában való rögzülés vagy tartózkodás révén élősködnek).
Nervrendszer
A gerinctelenek idegsejtjei különböznek az emlősök sejtjeitől. A gerinctelenek sejtjei az emlősökéhez hasonló ingerekre, például szöveti trauma, magas hőmérséklet vagy pH-változás hatására tüzelnek. Az első gerinctelen, amelyben neuronsejtet azonosítottak, az orvosi pióca, a Hirudo medicinalis volt.
A tengeri nyúl, az Aplysia nociceptorok segítségével történő tanulást és emlékezést írták le. A puhatestűek neuronjai képesek érzékelni a növekvő nyomást és a szöveti traumát.
A neuronokat gerinctelen fajok széles skáláján azonosították, beleértve a gyűrűsállatokat, puhatestűeket, fonálférgeket és ízeltlábúakat.
Légzőrendszer
A gerinctelenek légzőrendszerének egyik típusa a nyitott, légcsövekből, tracheákból és tracheolákból álló légzőrendszer, amellyel a szárazföldi ízeltlábúak az anyagcsere gázait szállítják a szövetekbe és a szövetekből. A légcsövek eloszlása a rovarok számos rendje között nagyon eltérő lehet, de általában minden testszegmensben csak egy pár légcső lehet, amelyek mindegyike egy-egy pitvarhoz csatlakozik, és egy viszonylag nagy légcső van mögötte. A légcsövek a kutikuláris exoskeleton invaginációi, amelyek az egész testben elágaznak (anasztomozálódnak), átmérőjük mindössze néhány mikrométertől 0,8 mm-ig terjed. A legkisebb csövek, a tracheolák behatolnak a sejtekbe, és a víz, az oxigén és a szén-dioxid diffúziós helyéül szolgálnak. A gázok aktív szellőzéssel vagy passzív diffúzióval vezethetők át a légzőrendszeren. A gerincesekkel ellentétben a rovarok általában nem szállítanak oxigént a hemolimfájukban.
A tracheacső különböző geometriájú, például hurok vagy spirál alakú, gerincszerű körgyűrűket tartalmazó taenidiumokat tartalmazhat. A fejben, a mellkasban vagy a hasban a légcsövek légzsákokhoz is kapcsolódhatnak. Sok rovar, például a szöcskék és a méhek, amelyek aktívan pumpálják a hasüregükben lévő légzsákokat, képesek szabályozni a levegő áramlását a testükben. Egyes vízi rovaroknál a légcsövek közvetlenül a testfalon keresztül, kopoltyú formájában cserélnek gázt, vagy lényegében a szokásos módon, a plasztronon keresztül működnek. Megjegyzendő, hogy annak ellenére, hogy a légcsövek az ízeltlábúaknál belsőek, a vedlés (ekdízis) során levedlenek.
Szaporodás
A gerincesekhez hasonlóan a legtöbb gerinctelen állat legalább részben ivaros szaporodással szaporodik. Speciális szaporítósejteket termelnek, amelyek meiózison mennek keresztül, hogy kisebb, mozgékony spermiumokat vagy nagyobb, nem mozgékony petesejteket hozzanak létre. Ezek összeolvadva zigótákat alkotnak, amelyekből új egyedek fejlődnek ki. Mások aszexuális szaporodásra, vagy néha mindkét szaporodási módra képesek.
Szociális interakció
A szociális viselkedés széles körben elterjedt a gerincteleneknél, beleértve a csótányokat, termeszeket, levéltetveket, tripszeket, hangyákat, méheket, Passalidae, Acariákat, pókokat és még sok mást. A szociális interakció különösen kiemelkedő az euszociális fajoknál, de más gerinctelenekre is vonatkozik.
A rovarok felismerik a más rovarok által közvetített információkat.
Phyla
A gerinctelenek kifejezés több phylát takar. Ezek egyike a szivacsok (Porifera). Sokáig úgy gondolták, hogy már korán elváltak a többi állattól. Hiányzik belőlük a legtöbb más törzsben megtalálható összetett szervezet. Sejtjeik differenciáltak, de a legtöbb esetben nem szerveződnek különálló szövetekké. A szivacsok általában úgy táplálkoznak, hogy pórusokon keresztül vizet szívnak be. Egyes feltételezések szerint a szivacsok nem annyira primitívek, hanem inkább másodlagosan egyszerűsödtek. A Ctenophora és a Cnidaria, amelybe a tengeri anemonák, a korallok és a medúzák tartoznak, sugárirányban szimmetrikusak, és emésztőkamrájuk egyetlen nyílással rendelkezik, amely szájként és végbélnyílásként is szolgál. Mindkettőnek vannak különálló szövetei, de nem szerveződnek szervekké. Csak két fő csíraréteg van, az ektoderma és az endoderma, amelyek között csak elszórtan vannak sejtek. Ezért néha diploblasztikusnak is nevezik őket.
A tüskésbőrűek sugárirányban szimmetrikusak és kizárólag tengeri állatok, beleértve a tengeri csillagokat (Asteroidea), a tengeri sünöket (Echinoidea), a törékeny csillagokat (Ophiuroidea), a tengeri uborkákat (Holothuroidea) és a tollcsillagokat (Crinoidea).
A gerinctelenek közé tartozik a legnagyobb állati törzs is: az Arthropoda, amelybe a rovarok, pókok, rákok és rokonaik tartoznak. Mindezen élőlények teste ismétlődő szegmensekre tagolódik, jellemzően páros függelékkel. Ezenkívül keményített külső vázzal rendelkeznek, amely a növekedés során időszakosan levedlik. Két kisebb törzs, az Onychophora és a Tardigrada közeli rokonai az ízeltlábúaknak, és osztoznak ezekben a tulajdonságokban. A Nematoda vagy kerekesférgek talán a második legnagyobb állati törzset alkotják, és szintén gerinctelenek. A kerekesférgek jellemzően mikroszkopikus méretűek, és szinte minden olyan környezetben előfordulnak, ahol víz van. Egy részük fontos parazita. A velük rokon kisebb törzsek a Kinorhyncha, a Priapulida és a Loricifera. Ezeknek a csoportoknak redukált coelomjuk van, amelyet pszeudocoelomnak neveznek. Más gerinctelenek közé tartoznak a Nemertea vagy szalagférgek és a Sipuncula.
Egy másik törzs a Platyhelminthes, a laposférgek. Ezeket eredetileg primitívnek tartották, de ma már úgy tűnik, hogy összetettebb ősökből fejlődtek ki. A laposférgek acoelomáták, azaz nem rendelkeznek testüreggel, akárcsak legközelebbi rokonaik, a mikroszkopikus Gastrotricha. A Rotifera vagy rotiferák gyakoriak a vizes környezetben. A gerinctelenek közé tartoznak még az Acanthocephala vagy tüskésfejű férgek, a Gnathostomulida, a Micrognathozoa és a Cycliophora.
Ezek közé tartozik még a két legsikeresebb állati törzs, a Mollusca és az Annelida. Az előbbi, amely a leírt fajok száma alapján a második legnagyobb állati törzs, olyan állatokat foglal magában, mint a csigák, kagylók és tintahalak, az utóbbiba pedig a szegmentált férgek, például a földigiliszták és a piócák tartoznak. E két csoportot sokáig közeli rokonnak tekintették a trochofór lárvák közös jelenléte miatt, de a gyűrűsférgeket közelebb állónak tartották az ízeltlábúakhoz, mivel mindkettő szegmentált. Ma már ezt általában konvergens evolúciónak tekintik, a két törzs közötti számos morfológiai és genetikai különbség miatt.
A gerinctelenek kisebb törzsei közé tartoznak a Hemichordata, vagyis a makkférgek, és a Chaetognatha, vagyis a nyílféregfélék. Más törzsek közé tartoznak az Acoelomorpha, a Brachiopoda, a Bryozoa, az Entoprocta, a Phoronida és a Xenoturbellida.