节肢动物门是很庞大的一个生物类群，种类总数是其他各门生物种类总和的五倍。节肢动物包括甲壳类（如蟹、虾、龙虾）、昆虫、多足类（蜈蚣、千足虫）、蛛形类（蜘蛛、螨虫和鲎）以及生长在热带，如蠕虫一般的有爪动物。而除了少数昆虫、小虱、海蜘蛛和鲎外，所有的海洋节肢动物都属于甲壳类。
环节动物成对的附肢只是简单的瓣状突起；但节肢动物的附肢拥有多个关节，擅长执行多种功能，如游泳、步行、猎食以及感知周遭的环境。环节动物的内部器官和外皮之间，只有简单的角质层；节肢动物却用充满石灰盐的坚硬几丁质骨板来保护自己。除了具有保护作用之外，在肌肉嵌入时也能有坚固的支撑。不过，也有不便之处，即随着动物成长，坚硬的外壳也必须时时舍弃（脱落）。
甲壳类动物包括如蟹、龙虾、虾和藤壶等众所周知的动物，以及较少见的介形纲、等足目、端足目和桡足亚纲，都各具特色，也各有其重要性。
介形纲动物是很特别的节肢动物，因为它们的肢体并不分节，而是包覆在分为两部分的甲壳中，从一侧到另一侧扁平，像软体动物一样由肌肉来实现其开闭，其触角作用如桨，从张开的壳外伸出，协助这种小小的生物在水中划动。介形纲生物经常栖息在水草中，或是在海床的沙上，昼伏夜出觅食。许多介形纲生物都会闪闪发光，它们在四处巡游时，会释出点点小小的蓝光。它们是海中磷光的主要来源，甚至在死后干燥了，依然保持着相当程度的磷光特性。普林斯顿大学的E.牛顿·哈维教授（E.Newton Harvey）在权威著作《生物发光现象》（Bioluminescence）中说，第二次世界大战期间，日本军官在前线禁用手电筒，就使用干的介形纲动物粉——以手沾取一点点粉，加几滴水，就有足够的光线供读公文。
桡足亚纲是非常小的甲壳类，身体浑圆，尾巴有节，附肢如桨一般，能够急速**，向前推进。虽然它们的体积很小（用显微镜看也只有半英寸左右），却是海中浮游动物最主要的一大类，也是其他动物的食物。它们是食物链中不可或缺的一环，较大的海洋生物，如鱼和鲸才终能（经由浮游植物→浮游动物→食肉动物）摄取海中的营养物质。蜇水蚤目的桡足生物，亦即所谓的“红饲料”，染红了大片的海面，是鲱鱼、鲭鱼和鲸的食物。开阔海面的鸟类（如信天翁和海燕）以浮游生物为食，有时候也捕食桡足类。至于植食性的桡足类，则以硅藻为主食，有时可以在一天之内吃掉相当于它们体重的量。
端足目动物是极小的甲壳类，两侧扁平，而等足目则上下扁平。这两个学名来源于这些小动物所拥有的附肢。端足目动物拥有可以用来游泳、步行或攀爬的附肢。等足目或“等脚”动物的附肢，则不论大小、尺寸，由身体的一端到另一端都没什么差别。
海边的端足目包括受到扰动时成群结队由海草丛跃出的沙蚤，以及近海海草中、岩石下的其他生物。它们以有机物的碎屑为食，而相对地，它们本身则遭鱼、鸟及其他大型生物的捕食。
许多端足目生物在离开水面后借着身体侧面蠕动而行，沙蚤以尾部和后腿作为弹簧跳跃前进，其他种类则仍游动向前。
海边的等足目动物（和花园里常见的潮虫属近缘），包括经常在岩石和码头木桩上活动的海蟑螂、鼠妇、海虱子。这些动物已经离开水域生活，很少再回到水中，因此如果沉浸在水中太久，就会溺毙。另一些则栖息在近海中，通常生存在和它们色彩、形体相仿的海草里。还有一些群集在潮池中，有时候咬啮涉水者的皮肤，造成他们刺痛或痒。这些动物大部分以腐肉为食，有些是寄生虫，有些则和毫无亲缘关系的生物共生。
端足目和等足目动物都把卵放在卵囊中孵育，而非把卵释入水中。这种习惯使得这两种动物中都有一些能够在海岸高处生存，这也是陆地生存必要的准备步骤。
藤壶属于蔓足亚纲（Cirripedia，拉丁文的cirrus是“一小圈环”或“卷”之意），蔓足动物因长满羽毛的美丽附肢而得名。藤壶在幼虫阶段独立生存，一如其他甲壳类的幼虫，但具有钙质壳板的成虫固定在岩石或其他坚硬的物体上。鹅颈藤壶以坚韧的茎依附他物，岩藤壶或橡子藤壶则直接依附在岩石上。鹅颈藤壶经常生活在海洋中，依附在船只和各种漂浮物体上。有些橡子藤壶长在鲸的皮肤上，或是海龟的壳上。
大型甲壳类——虾、蟹、龙虾，不但是我们最熟悉的动物，也最清楚地展现了典型节肢动物的一般结构。其头、胸部通常连接在一起，覆有硬壳（或甲壳），只有附肢显示出分节。伸缩自如的腹部或叫“尾部”，则分为几节，是重要的游泳工具。蟹类分节的尾部则折叠在身体下。
随着节肢动物的成长，硬壳必须定时脱落。它们通常由背后的裂口摆脱旧壳，其下则是新壳，折叠起皱，柔软而脆弱。甲壳类动物在蜕皮之后，必须隐居数日，躲避敌人，直到甲壳再度变硬为止。
蛛形纲动物包括鲎类以及各种蜘蛛和螨组成的另一类，后者中只有少数属于海洋生物。鲎又称为国王蟹（或马蹄蟹），它们的分布十分奇特，在美洲大西洋沿岸数量丰富，在欧洲却毫无影踪，至于由印度至日本的亚洲海岸，则共有三个种类。其幼虫阶段很接近寒武纪的三叶虫，也因为它们经常让我们想起古代，因而被称为活化石。
鲎在海湾和其他较平静的水域沿岸数量丰富，它们以蛤蜊、蠕虫和其他小动物为食。在夏日清晨，它们爬出海滩，在沙滩挖洞产卵。