蚯蚓的主要分類特征是外部分節，并有相應的內部分節。它們無骨骼，外被一薄而具色素的幾丁質層，除前兩節外，其余體節上均具有剛毛。蚯蚓的形態通常為細長的圓柱形，頭尾稍尖，其長短、粗細常隨種類的不同而有很大的變化。體形最小的要屬仙蟲科的毛腹蟲，體長僅 0 . 44 毫米，體寬 0 . 13 毫米；最大的蚯蚓是產于澳大利亞南部的澳大利亞巨蚓，其體長達 1230 毫米，體寬達 24 毫米。按體長的長短，通常可分為小中大 3 類：小型蚯蚓一般體長小于 30 毫米，體寬小于 0 . 2 毫米，剛毛為長發狀，通常為水棲蚯蚓。如較低等的膘體蟲科、仙女蟲科和后囊蚓科的種類（如毛腹蟲）。中型蚯蚓一般體長為 30 一 100 毫米，體寬 0 . 2 一 0 . 5 毫米，剛毛呈長發狀，通常為水棲種類。常生活在水底泥沙或濕度較高的土壤中。如顫蚓科、帶絲蚓科、單向蚓科和絲蚓科的種類。大型蚯蚓一般體長大于 100 毫米，體寬大于 0 . 5 毫米，剛毛較短，體壁肌肉發達，適于陸棲蠕動爬行，常為較高等的陸棲蚯蚓，即我們常見的蚯蚓，如鏈胃蚓科、舌文蚯蚓、巨蚓科、正蚓科等種類。

此外，還有少數的蚯蚓體形較為特殊，由于營寄生生活，體形短粗，體后端有一吸盤，剛毛均退化，如蛭蚓科的種類，常附著寄生于淡水的蟹蝦、喇姑或某些小蝦的體壁上或鰓的表面。

水棲蚯蚓體壁一般無色素。體壁不透明的常呈淡白色或灰色，或因血紅蛋白存在于體壁毛細血管中而呈粉紅色和微紅色，如膘體蟲科蛭蚓表皮細胞中有綠色和其他顏色的油粒狀物質，故有不同的體色，這也常作為分類特征的依據之一。

陸棲蚯蚓具有各種體色，這與它們所棲息的環境有關。通常蚯蚓的背部、側面呈棕紅、紫、褐、綠等顏色。腹部體色較淺。蚯蚓的體色是由于體壁內有色素細胞或色素粒所致。在表皮、剛毛囊、淋巴球，黃色細胞中均有色素。蚯蚓的色素的化學成分主要是釙啉化合物的混合物。此外，蚯蚓還具有一定的變色能力，常隨著棲息環境的變化而改變體色。這種例子在自然界中常可發現。有的蚯蚓身體還能發熒光。如生活在南美與非洲的磷光微蚓，當受到刺激時，會發出黃綠色的熒光。這些蚯蚓為什么會發熒光，其機制尚未弄清，有的認為系蚯蚓體腔液發光所致，有的認為系熒光素酸化所致。

蚯蚓這種動物，其身體最大的特點是分成許多環狀的體節，并有相應的內部分節。體節寬度不一，前部體節和生殖帶區經常最寬。由節間溝分隔，內部的體腔由無數隔膜按體節在節間溝處分成各個小室。蚯蚓除前端第一節，后端一二節形狀特化，無剛毛、隔膜、腎管、環帶體節外形特化外，其余各體節形態上基本相同，屬于同律分節。不同的蚯蚓，體節的數目差異是很大的。例如鼻蚓屬的種類，其體節可達 600多個，而膘體蟲科的種類僅有 7 個體節；一般蚯蚓的體節數多在 110 一 180 個。體節的排列順序一般用羅馬數字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等表示，有時也可用阿拉伯數字表示。前端的外部體節經常又被一或兩條次生溝再分。體節數常是分類的特征之一，在計算體節數時要注意節間溝和體環的區別。節間溝是體節與體節之間的深溝，而體環是體節上較淺的凹環。同時要注意不要把第一節誤計為兩節。某些種類因體環較深，難于與節間溝區分時，可借助剛毛的排列，背孔的位置，腎管和隔膜等內部器官的排列來確定其體節數。

蚯蚓身體前端第一節即是圍口節，它以后端包圍著位于腹側的口，故得此名。圍口節前面有一個肉質的葉狀突起，稱口前葉。它無顆和齒，但富有感覺等功能。它不是一個獨立的體節，而是第一節的組成部分。口前葉具有多種類型，常因種類而異。主要有合葉、前葉、上葉、穿人葉、前上復合葉、前上葉等 6 種。蚯蚓的口位于圍口節主體與口前葉相接的腹面。由于多數蚯蚓的口前葉和圍口節主體有明顯的溝狀分界，往往誤以為是節間溝。陸棲蚯蚓的圍口節無眼和吻，而水棲的蚯蚓則有。圍口節主體和前葉連接的方式在種間是不相同的，常用來作為分類特征。

蚯蚓具有特殊的剛毛器官，它們是附屬于體壁的運動器官，主要由剛毛，剛毛囊和剛毛肌肉所組成。剛毛是堅硬的幾丁質，剛毛囊內有形成細胞，當剛毛受損脫落后，可再生出新的剛毛來替代。剛毛肌肉由牽引肌、縮肌組成，它們可以交替伸縮，使剛毛伸出或縮人體壁。蚯蚓的剛毛在穴內或地面能行使支撐作用，加上體壁肌肉的伸縮，蚯蚓就能蠕動爬行。剛毛的種類和形態多種多樣，常隨種類的不同而有差異，一般常見的剛毛有．鉤狀剛毛等。剛毛的粗細和性狀有時也有差異。如在雄孔和前列腺附近的交合刺，受精囊孔附近以及某些體節的交配毛，都是變態剛毛，統稱為生殖剛毛。在交配時生殖剛毛用以幫助束縛其配偶身體，或刺激配偶，或有助于將精液輸送到配偶的受精囊內。然而，剛毛的排列形式和數量常隨不同種的蚯蚓而有差異。水棲蚯蚓的剛毛每個如體節生有 4 束，在背腹及兩側排列。每束剛毛多者幾條，幾十條，少者也有 1 條的。每束剛毛的種類、形態和數量，往往不同，即使同種蚯蚓不同體節，甚至同一體節背腹與兩側也常有差異。陸棲蚯蚓的剛毛排列形式，主要有對生型排列和環生型排列。在對生型排列中，各體節常有 4 對剛毛，在蚯蚓身體上排列為 8 條縱行。又可依據剛毛對的距離遠近分為緊密對生（每對剛毛之間距離較小）和寬對生（剛毛之間的距離較寬）；稀疏對生（剛毛間距很大），以至剛毛成對不明顯；環生型排列即各體節的剛毛呈環狀排列，我們常見的陸棲虹蚓多為此型排列。剛毛間距的特征常是分類學上鑒定的依據，有的用等號或大于、小于的符號來表示。如赤子愛勝繃（即北星 2號）的剛毛排列為： aa = bc = 4ab ; dd≥1/2u （體節周長）。

蚯蚓的環帶即是生殖帶，這是在成熟的蚯蚓身體上經常見到的一種戒指狀物。陸棲蚯蚓在生殖時期，此環帶特別顯著。但許多水棲或半水棲蚯蚓，線蚓科種類的環帶僅僅在蚓繭形成時期才出現。蚯蚓環帶的位置和形狀，因種類的不同也有差異。但同種蚯蚓的環帶之位置基本是固定的（有時也向前或向后延伸 1 一 2 個體節）。通常以環帶所占體節的首末節數來表示。一般大型蚯蚓的環帶多在生殖腺所在體節上或稍后的體節上，小型的蚯蚓環帶一般在生殖腺附近的體節上。蚯蚓環帶的形狀通常有兩種，即指環形和馬鞍形。環帶是由蚯蚓身體前端若干體節特化而成，其腺上皮特別厚。環帶背部表皮一般可分為 3 層：表層為粘液細胞，當蚯蚓交配時，粘液細胞的分泌物可形成細長的管子來束縛蚯蚓的身體；中層為大顆粒腺細胞，其分泌物形成蚓繭的膜；里層為細顆粒腺細胞，其分泌物形成蚓繭的蛋白液。所以環帶是蚯蚓繁殖時的重要器官。

在蚯蚓身體的表面還有許多開孔，如背孔、頭孔、腎孔、雄性生殖孔、雌性生殖孔、受精囊孔等等。這些開孔各司其功能。

背孔系陸棲蚯蚓背中線上許多節間溝中的小孔；它們與蚯蚓體腔相通，能排出體腔液，濕潤蚯蚓的身體表面。尤其當蚯蚓受到強烈刺激時，體腔液能從背孔迅速排出起到保護的作用，但水棲的蚯蚓無背孔。背孔的有無和位置，特別是第一背孔的位置常是蚯蚓鑒別的特征之一。

頭孔與背孔較相似，它位于口前葉和圍口節主體的交界處。通常仙女蟲科、線蚓科、帶絲蚓科的種類具有頭孔。

腎孔系腎管向外的開口，能排泄代謝的廢物。陸棲蚯蚓的腎孔多位于身體側面，而水棲紙蚓的腎孔位于背側剛毛束的前方。

雄性生殖孔系輸精管通向體外的開口，不同種的蚯蚓，其雄孔的位置和數量也不同。雌性生殖孔系輸卵管通向體外的開口，因種類不同，其數量和位置也不同。受精囊孔系受精囊的開口，當蚯蚓交配時，對方的精液由此孔流人受精囊內貯存。受精囊孔的位置和數量也是鑒別種類的特征之一。有少數種類，如雙胸蚓屬的種類，無此受精囊孔。

蚯蚓的體壁是由角質層、表皮層、層神經組織、肌肉層和腹膜壁層構成，其表面具有剛毛器官。

表皮的最外層為角質層，之下由基底細胞、支持細胞、粘液細胞、蛋白腺細胞、感覺細胞等表皮細胞組成。

角質層很薄，為非細胞層，無色而透明，包括兩層或多層，每一層都由交織的膠原纖維組成，在其下面具有數層均勻的非纖維層。角質層有許多小孔穿透。表皮是由不同種類的單層細胞所組成。這些細胞分泌物質形成角質層。腺體細胞的兩手形式是粘液細胞或杯形細胞和白蛋白細胞，泌粘液于角質層表面層防止干燥，便于蚯蚓在土攘中運動。

肌肉層包括外圍的環肌肉層、內側較厚的縱肌層以及收縮性能比環肌更強的斜紋肌。它們交織有序地分布在疏松的結締組織里。蚯蚓就是依靠這些肌肉的協同伸縮，使體壁運動以及消化道、心臟等內部器官蠕動。腹膜壁層系體壁縱肌層內側的一薄層細胞、體壁肌肉和腹膜壁層一起構成。臟壁肌肉和腹膜臟層一起組成了臟壁層。體壁層和臟壁層所圍成的空腔即真體腔。腔內充滿體液，有著各種內部器官。蚯蚓的體腔被隔膜分隔成若干小室，隔膜上有由括約肌控制的小孔，體腔液可通過這些小孔，運送到相鄰的體節中。折闖的肌肉、體腔和體腔液構成一個完整的系統，對于蚯蚓的運動、掘穴、取食、繁殖、避敵等有著重要的作用。

蚯蚓的體腔液一般為乳白色具粘性的液體，其中含有大量的水分和懸系著的各種細胞和顆粒。如形狀不定的阿米巴細胞，即吞噬細胞，具有吞噬作用；富有液泡，圓盤形的淋巴細胞；能分泌粘液的粘液細胞以及黃色細胞等等。體腔液中還含有上述細胞的代謝產物和碳酸鈣結構，還含有某些酶類、激素等，有時還有寄生的原生動物 ― 絲蟲和細菌等。有些種類的蚯蚓，其體腔液還具有特殊氣味，如赤子愛勝蚓具有大蒜氣味。