形態特徵
須腕動物門須腕動物與其他動物類群的觸手不同之處在於它們具有微小的羽枝，這些羽枝系由單一的表皮細胞延長而成，具有吸收營養物質的功能。
須腕動物棲居在幾丁質-硬蛋白構成的棲管內。棲管外表細如玉米須或較粗；大多數屬的棲管具褐色或黃色的色帶。動物身體細而長，其多數種類的寬度（直徑）不到1毫米，但體長卻為體寬的100倍以上。須腕動物的真體腔和許多成蟲的形態特徵，表明它們與半索動物有親緣關係。
須腕動物的身體前後共分為四部分：
①觸手區，系動物體的前部（前體），具細長的觸手，觸手由圓形或三角形的位於觸手區背面的頭葉基部腹面伸出，從單一的螺鏇形觸手到多達200根以上排列成螺鏇形圓柱體的觸手。
②系帶區（中體），又稱腺體區，位於觸手區和生殖區（後體）之間，較短，其主要功能是分泌幾丁質-硬蛋白構成棲管，在腹面有幾丁質系帶，當蟲體以棲管前端伸出時，系帶可依附在管壁上以支持蟲體的活動。
③生殖區，又稱軀幹部，極長，位於系帶區之後，具許多外乳突和其他幾丁質附著構造。
④尾體，系動物體後末端的分節區。尾體系由5～23個體節構成，內部具隔膜，外部具剛毛，與環節動物的體節相似。尾體及其剛毛的功能可能是使動物錨定在棲管內，並有助於動物在海底淤泥中鑿穴活動。尾體結構脆弱，當動物被外力拉于海底淤泥時，易與動物體斷開而留在海底。
須腕動物的肌肉發達。大多數肌肉為平滑肌，但心臟和血管的肌肉具橫紋，類似於軟體動物的噴門肌。動物體前端的觸手區、較短的系帶區和很長的生殖區以及末端的尾體四部分內都有腔隙。觸手區有一袋形體腔囊，向前通向頭葉和觸手體腔，並有一對體膠管開口於兩側。系帶區體腔囊長，無體膠管，但有許多管狀腺體。體後部的生殖區有一對很長的體腔囊，其體腔管很發達，而且變為生殖管，其對外開口部為生殖孔。尾體內的體腔囊由隔膜分節。前後體之間都由隔膜隔開。所有體區的體膠囊均未發現腹膜性質的內膜，因此須腕動物的體腔囊並非是真正的體腔。
觸手是須腕動物消化和吸收食物的主要器官。當動物由棲管管口伸出觸手時，它便用觸手捕獲懸浮在水中的有機碎屑。觸手的排列方式和觸手的表面構造，對須腕動物捕獲、消化和吸收食物顆粒起著重要作用。須腕動物的觸手都排列成圓柱體；這種圓柱體或由若干平直的觸手作環形排列而成，或由單一（西伯加蟲屬）或許多（鏇腕蟲屬）觸手作螺鏇形排列而成。無論作環形排列或螺鏇形排列，觸手表面的羽枝都面向圓柱體的內面。觸手表面的纖毛激動水流從動物體前區流向後區。所收集的食物顆粒可能直接由觸手錶皮進行體外消化和吸收。吸收以反濃度梯度的方式實現，也可借有限的胞飲和吞噬補充。儘管觸手錶皮具類似其他動物吸收細胞那樣的細絨毛表面，但至今尚未獲得任何體外消化的直接證據（未發現消化酶）。
觸手可能是須腕動物氣體交換的主要部位。須腕動物具閉管式循環系統。動物體的背腹中央有背血管和腹血管。腹血管在觸手區擴大成心臟，從心臟分出血管入觸手，每一觸手有向心、離心兩血管，分別為血液流入及流出管。血液在腹血管內由體後端流向前端，在背血管內側由體前端流向後端。血液由心臟壓入觸手血管，然後由觸手流入背血管。須腕動物的血液為紅色，血液內有無核小體、圓形或橢圓形淋巴球。須腕動物在動物體觸手區第一對體腔管兼有排泄功能，兩管在消化部有很多毛細管與體腔相通，並有彎曲的排泄管，緊貼背血管。排泄物由觸手區兩側的體膠管孔排出體外。須腕動物在動物體觸手區背面頭葉內有一主神經節，在主神經節的兩側，各有一條主神經索伸向體後，在表皮基底層內有上皮內神經。
繁殖概況
須腕動物門須腕動物系雌雄異體；生殖孔的位置是其唯一的性別特徵。生殖腺成雙，圓柱形，位於生殖區的側面。雄生殖孔開口於生殖區靠近系帶區腹面的生殖突上，雌生殖孔開口於生殖區的中部。雄生殖管的末端部分把精子收集在精莢內；精莢具長尾。須腕動物的精子運輸過程至今尚未觀察到，但已知西伯加蟲屬的精莢是以觸手運送至棲管管口的。受精過程尚未觀察到，但在雌蟲棲管內發現了發育的幼蟲。
卵子在雌蟲棲管內孵育。卵子兩側對稱；卵圓形或橢圓形，富含卵黃。卵裂方式是由輻射型或螺鏇型發展而來的兩側對稱型。無囊胚腔，以外包法形成原腸腔。從棲管收集到的後期胚胎具許多卵黃和兩個纖毛環帶。幼蟲活動能力小，在附著以前一直呆在母蟲棲管內。至於幼蟲離開母蟲棲管後，究竟借水流漂浮或是立即下沉到海底，尚不清楚。
習性特徵
絕大多數須腕動物都棲息於海底淤泥中，生活在直立的棲管內。它們通常密集成群；有時數量多達每平方米200條。極少數種在爛木或其他碎屑間構築棲管。棲管很長，一般長達10～85厘米，有的甚至超過2米。在棲管管壁上，常有腔腸動物、海綿和苔蘚蟲等附著。
須腕動物幾乎全為深水生物，其棲息深度均在100米以下，個別種能分布於深達9735米的海溝底，在高緯度地區常棲息於較淺的水域，而在低緯度地區則生活於深海海溝內。大多數須腕動物都分布於大陸坡以及大的島嶼周圍，這和它們的營養方式密切有關。須腕動物可以從其他棲息地周圍的淤泥中吸收溶解的有機質，因此須腕動物分布最多的海區，經常有大量的有機質；而這些有機質與海流的流向、流速和底質有著密切的關係。
太平洋西北部水域和印尼馬來海域有著極為豐富的須腕動物。太平洋東部、印度洋、大西洋西部以及南極水域也有須腕動物的分布。中國東海也發現了須腕動物。加拿大布爾吉斯頁岩以及中國陝西省南部、湖北和湖南省西部震旦紀的地層中曾有這類可疑化石的報導。
研究發現
在未發現尾體以前，動物學家普遍認為須腕動物是後口動物，動物體分為3區（前體、中體和後體），它們的一般體制似乎類似於羽鰓類的半索動物。然而，須腕動物尾體分節，具剛毛，其剛毛又與環節動物多毛類的相似，中胚層具分節現象。因此在1964年尾體發現以後，許多動物學家認為，這3個特徵表明須腕動物在系統發育中處於原口動物的地位，更接近於環節動物。可是，另一些動物學家認為，在動物系統演化中，須腕動物是介於原口動物與後口動物之間的中間類群，或者說須腕動物是沿著一條獨立的演化道路進化的動物類群。
