Groottes en diversiteit van structuur
Hoewel de meeste stekelhuidigen klein zijn, tot 10 cm (vier inches) in lengte of diameter, bereiken sommige relatief grote afmetingen; zo zijn sommige zeekomkommers wel twee meter lang, en enkele zeesterren hebben een diameter tot een meter. Tot de grootste stekelhuidigen behoorden enkele uitgestorven (fossiele) crinoïden (zeelelies), waarvan de stengels meer dan 20 meter (66 voet) lang waren.
Echinodermen vertonen een grote diversiteit aan lichaamsvormen, vooral onder de uitgestorven groepen. Hoewel alle levende stekelhuidigen een vijfdelige radiale symmetrie hebben, een inwendig skelet en een watervatenstelsel dat is afgeleid van het coëloom (de centrale holte), varieert hun uiterlijk van de gesteelde, bloemachtige zeelelies tot de wormachtige, gravende zeekomkommers en de zwaar gepantserde intergetijdenzeester of zee-egel. De algemene vorm van het stekelhuidje kan die van een ster zijn met armen die uit een centrale schijf steken of met vertakte en veerachtige armen die uit een lichaam steken dat vaak aan een steel vastzit, of het kan rond tot cilindrisch zijn. De platen van het inwendige skelet kunnen aan elkaar scharnieren (zoals bij zeesterren) of aan elkaar gehecht zijn om een stijve test te vormen (zee-egels). De uitsteeksels van het skelet, die soms op stekels lijken en typisch zijn voor stekelhuidigen, geven het phylum zijn naam (van Grieks echinos, “stekel”, en derma, “huid”). Het oppervlak van holothurians is echter slechts wrattig.
Echinodermen vertonen ook bijzonder briljante kleuren, zoals rood, oranje, groen en paars. Veel tropische soorten zijn donkerbruin tot zwart, maar lichtere kleuren, vooral geel, komen veel voor bij soorten die normaal niet aan sterk zonlicht worden blootgesteld.