內部器官包含在由許多緊密愈合的石灰質骨板組成的外殼中。外殼上覆蓋著許多活動的刺。殼板上每對管腳孔相當於1個管腳，多排管腳垂直排列，管腳從殼體穿出到達體表；它的功能不壹樣，比如取食物，感受外界。海膽的口器是咀嚼器官，長在口面(即腹面)中央，中央有五顆白牙，整個咀嚼器官稱為“亞裏士多德燈”或“亞裏士多德燈”；這個名字的由來是由於亞裏士多德在《動物史》壹書中對海膽的準確描述。【2】海膽的口器從口器上升到食道，然後食道從亞裏士多德的燈籠外圍上升，進入胃。海膽的胃呈管狀，稱為管狀胃，沿硬殼內壁隆起，與對面的腸道相連。被腸道吸收後，到直腸，通過肛門排出排泄物。規則(徑向對稱)海膽呈球形，肛門在向上凸出的口面中央(口面的另壹側，即背部)；不規則(兩邊對稱)海膽是扁平的，嘴巴偏離中心，肛門和嘴巴在同壹邊。普通成年海膽的硬殼通常為3至10 cm，大多呈球形或扁平狀。不同種類的海膽大小差異很大，小至5毫米，刺遍布海膽體表和口部周圍。有的海膽從棘突上分開，大的可達30厘米。海膽有球形、心形和餅形。
所有物種都有刺和鉗子。脊椎的功能是保持貝殼清潔，移動和挖掘沙子和泥土。海膽的刺有長有短，有尖有鈍，種類不同，刺的結構也不同。海南島珊瑚礁盛產壹種石筆海膽，形似盛開的花朵，俗稱煙嘴海膽。因為它的刺很粗，所以可以用作煙嘴。有些種類的刺非常長，可達20多厘米。海膽壹旦刺穿皮膚，毒液就會註射到人體內，在皮肉內折斷細刺，引起皮膚局部紅腫疼痛。
馬糞海膽、光棘球海膽、紫海膽、精雕細刻的棱紋海膽
天生膽小，只要看到敵人就跑，但海膽行動不快。海膽大多生活在海底，喜歡棲息在富含藻類的潮間帶下方海域的礁林或石縫中，以及堅硬的沙質泥質淺海地帶，具有避光、夜間出來活動的特點。
海膽會隨著食物的攝入而移動:如果食物充足，每天可以移動1米以上；如果食物匱乏，海膽每天可能只移動10 cm。海膽的運動是由透明的、小的、眾多的、有粘性的管足和刺來完成的。管足移動時類似海星，可以抓住巖石，而底部的棘刺托起海膽的身體，幫助它隨意移動。它們在移動的時候，總是能以步行帶的方向為先導，不用轉頭。當海膽被翻轉時，它的刺和管足可以使它向右翻轉。
海膽的食物範圍很廣。食肉動物會以海底的蠕蟲、軟體動物或其他棘皮動物為食，而食草動物的食物主要是藻類。此外，還有海膽，以有機碎片和動物屍體為食。
海膽的奇怪現象被描述為“生殖傳染病”。