Denizyıldızları hakkında bulunan en eski fosil kayıtları yaklaşık 450 milyon yıl öncesine aittir. Sıcak denizlerden soğuk kutup denizine kadar yaşam alanına sahip olsalar da tatlı suda yaşayamayan denizyıldızlarının yaşam süresi 35 senedir. En büyük türünün çapı bir metre, ağırlığı da beş kilograma ulaşabilir.

Denizyıldızının en etkileyici özelliği vücutlarının kopan kısımlarını yenileyebilmesidir. Bir avcı, denizyıldızının bir kısmını yediğinde kalan eksik kısım bir süre sonra eski haline geri gelir. Denizyıldızının bu becerisine “rejenerasyon” yani “yenilenme” özelliği denir ve bu süreç bir yıl kadar sürebilir.

Denizyıldızları çoğunlukla salyangoz, küçük balık, istiridye ya da midye ile beslense de su yosunları ile yaşamını sürdüren otçul türleri de vardır. Midelerini dışarıya çıkartarak gövdelerinin dışında da sindirim yapabilir, bu sayede kendilerinden daha büyük canlılarla da beslenebilir.

Denizanası gibi denizyıldızlarının da ne kanı ne de beyni vardır. Beyinlerinin yerine sahip oldukları şey karmaşık bir sinir sistemidir. Nöronları sinir uçlarıyla mesaj iletimi yaparak sinir sistemlerinin devamlılığını sağlar. Bunun yanında tehlikeleri hissedebilen güçlü içgüdüleri vardır. Deniz suyu, bir denizyıldızı için gerekli olan tüm besini sağlar. Bu yüzden besinlerin dolaştığı bir kalp veya kanları olmadığı için dolaşım sistemi de yoktur. Sadece onları hayatta tutmak için dolaşım sistemini taklit eden su dolu vücutları bulunur.

Denizyıldızları boyut, şekil ve renk olarak birbirinden farklıdır. Bu canlıların en dikkat çekici özelliklerinden biri de kollarıdır. Birçok denizyıldızı türünde beş kol vardır ancak güneş yıldızı gibi bazı türlerde kol sayısı kırka kadar çıkabilir. Mesela; Avrupa denizyıldızında 12, Amerikan denizyıldızında 40 kol vardır. Kolların her biri midye, istiridye gibi hayvanların kabuğunu ayırabilecek kadar güçlüdür.

Bir denizyıldızı, ayrıntıları fazla göremeyen ancak aydınlığı ve karanlığı fark edebilen göz noktalarına sahiptir; bu göz noktaları denizyıldızının her kolunun ucunda bulunur. Gözleri de sanılanın aksine vücutlarının orta kısmında değildir.

Kuş ve balık gibi avcılardan korunmak için bazı denizyıldızı türünde dikenler vardır. Kimi türleri ise insan gibi avcılardan korunmak için tehlike anında kötü koku salgılama yeteneğine sahiptir.