古箭虫生活在五亿五千万年前的海洋里，被认为是脊椎动物的始祖。其脊索上有“V”字形并列的筋节，形同现今的蛞蝓鱼。有证据表明︰箭虫的头部及身体前部能再生。再生时眼最先出现，然後是口和钩。眼含有一个具色素的中央细胞，包绕著5簇感光细胞突起(单眼)。感光细胞中有一圆锥形体，其功能为箭虫游泳时起引导作用或用作共鸣器。在不同的种，该具色素中央细胞可有不同的形态(如星形等)。栖於深海的种无色素。箭虫躯体表面覆有一层由细胞构成的表皮(表皮加厚处称为颈)。头部有钩(弯曲的用以捕捉的刺)，上覆一罩(或薄皮褶)，皮褶於箭虫捕捉猎物时可缩回。头部的肌肉控制钩、齿及口的运动；躯体部的肌肉纵行排列，具数条横带。箭虫藉收缩纵行的肌肉及拍动尾部以突进的方式在水中游泳。