Los equinodermos exhiben una gran diversidad de formas corporales, especialmente entre los grupos extintos. Aunque todos los equinodermos vivos tienen una simetría radial pentámera (de cinco partes), un esqueleto interno y un sistema vascular acuático derivado del celoma (cavidad central), su aspecto general varía desde el de los lirios de mar con tallo y forma de flor, hasta el de los pepinos de mar con forma de gusano y que excavan, pasando por el de las estrellas de mar o erizos de mar fuertemente acorazados. La forma general del equinodermo puede ser la de una estrella con brazos extendidos a partir de un disco central o con brazos ramificados y plumosos extendidos a partir de un cuerpo a menudo unido a un tallo, o puede ser de redonda a cilíndrica. Las placas del esqueleto interno pueden articularse entre sí (como en las estrellas de mar) o estar suturadas para formar una prueba rígida (erizos de mar). Las proyecciones del esqueleto, a veces parecidas a púas, que son típicas de los equinodermos, dan nombre al filo (del griego echinos, «espinoso», y derma, «piel»). Sin embargo, la superficie de los holoturios es meramente verrugosa.

Los equinodermos también presentan colores especialmente brillantes, como rojos, naranjas, verdes y morados. Muchas especies tropicales son de color marrón oscuro a negro, pero los colores más claros, particularmente los amarillos, son comunes entre las especies que no están normalmente expuestas a la luz solar fuerte.