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Les arthropodes comprennent un groupe incroyablement diversifié de taxons tels que les insectes, les crustacés, les araignées, les scorpions et les mille-pattes. Il y a beaucoup plus d’espèces d’arthropodes que d’espèces de tous les autres phyla réunis, et le nombre d’espèces non décrites dans le plus grand assemblage d’arthropodes, les insectes, se chiffre probablement en dizaines de millions. Les membres de ce phylum ont été responsables des fléaux et des famines les plus dévastateurs que l’humanité ait connus. Pourtant, d’autres espèces d’arthropodes sont essentielles à notre existence, nous fournissant directement ou indirectement de la nourriture, des vêtements, des médicaments et une protection contre les organismes nuisibles.
Les relations systématiques des groupes d’arthropodes ne sont pas entièrement comprises, ce qui n’est pas surprenant étant donné la taille et la diversité de l’embranchement.
Un certain nombre de caractéristiques importantes sont partagées par la plupart des membres de cet embranchement. Les arthropodes sont des protostomes à symétrie bilatérale avec des corps fortement segmentés. La segmentation affecte à la fois la structure externe et interne. Certains segments sont fusionnés pour former des régions spécialisées du corps appelées tagmata ; celles-ci comprennent la tête, le thorax et l’abdomen, et le processus et la condition de fusion sont appelés tagmosis. Le corps est recouvert d’un exosquelette composé principalement de chitine (un polysaccharide) dans une matrice protéique ; des lipides, d’autres protéines et du carbonate de calcium jouent également un rôle. Primitivement, chaque segment du corps porte une paire d’appendices segmentés (articulés) ; chez tous les arthropodes vivants, nombre de ces appendices sont considérablement modifiés, voire perdus. Les arthropodes grandissent généralement en muant leurs exosquelettes dans un processus appelé ecdysis. Le mouvement des appendices est contrôlé principalement par un système musculaire complexe, divisé en composants lisses et striés comme chez les chordés. Les cils ne sont pas présents. La plupart des arthropodes ont une paire d’yeux composés et un ou plusieurs yeux simples (« médians ») ou ocelles ; l’un ou l’autre ou les deux types d’yeux peuvent être réduits ou absents dans certains groupes. Les arthropodes sont eucoelomates, le cœlome étant formé par la schizocoïdie, mais le volume du cœlome est très réduit et généralement limité aux parties des systèmes reproducteur et excréteur. La plus grande partie de la cavité corporelle est un « hémocœle » ouvert, ou un espace rempli de manière lâche de tissus, de sinus et de sang. Le système circulatoire est ouvert et consiste en un cœur, des artères et les espaces ouverts de l’hémocèle. L’intestin est complet. La respiration s’effectue par la surface du corps, et/ou au moyen de branchies, de trachées, ou de poumons livres. Le système nerveux est de type annélide, avec un cerveau (= ganglion cérébral) et un anneau nerveux entourant le pharynx qui relie le cerveau à une paire de cordons nerveux ventraux. Ces cordons contiennent de nombreux ganglions. La plupart des arthropodes sont dioïques et possèdent des organes reproducteurs pairs (ovaires, testicules). La fécondation est interne dans la plupart des groupes, mais pas tous. La plupart pondent des œufs et le développement se poursuit souvent par une forme de métamorphose.