脊索动物的基本特征包括：脊索、背神经管、咽鳃裂、肛后尾、闭管式循环系统（尾索动物除外）、心脏位于消化道腹面等.其中脊索、背神经管、咽鳃裂是脊索动物三个最主要的特征.
脊索动物与无脊椎动物的区别与联系：二者之间区别是显著的.脊索动物具有纵贯背部的支持结构脊索,后被脊柱所代替；中空的神经中枢位于背部；生活史的全部或部分时期具有鳃裂；心脏位于消化道腹面.
而无脊椎动物无脊索或脊柱,中枢神经系统呈索状且位于身体腹面；无脊椎动物的鳃不位于咽部,用作呼吸的器官有软体动物的栉鳃以及节肢动物的肢鳃、尾鳃、气管等；心脏位于消化道背面；
无脊椎动物的肛孔开口于躯干部末端.但脊索动物的一些结构如：后口、三胚层、次级体腔、身体分节及闭管式循环也见于一些无脊椎动物.这些共同点表明脊索动物是由无脊椎动物进化而来的.
脊索动物动物界最高等的一门动物。脊索动物具有三大特点：具有脊索、背神经管和咽鳃裂。这三大特点是以上无脊椎动物所不具备的。现存脊索动物大约有4.1万种，根据脊索存在的情况，人们将脊索动物门分成三个亚门：尾索动物亚门，如海鞘；头索动物亚门，如文昌鱼；脊椎动物亚门，如鱼、蛙、龟、雀、大象等等。脊椎动物都具有由脊椎骨组成的脊柱，它们的个体一般比较大，是人类动物蛋白质的主要来源。
根据它们的生活环境、外形特征、内部结构，人们又将它们分成鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲。其中哺乳纲为脊索动物中最高等的类群。
1．脊索
脊索（notochord） 位于消化道背面，起支持身体纵轴的棒状结构。起源于胚胎时原肠背壁，经加厚、分化、外突、脱离原肠成为脊索。脊索由泡状细胞组成，外边有该细胞分泌形成的脊索鞘（内侧为纤维组织鞘，外侧为弹性组织鞘）。因此，脊索既具硬度又具弹性，起支持作用。
2．背神经管
背神经管（dorsal tubular nervecord）是位于脊索背面的一条管状及结构，即中枢神经系统。起源于胚胎时背部中央外胚层下陷、卷褶而成。低等脊索动物神经管前端形成膨大叫脑泡。脊椎动物神经管壁则发育成前端的脑和后段的脊髓，管腔则发育为脑室和脊髓中央管。
3．咽鳃裂
咽鳃裂（pharyngeal gill slits）为消化道前端的咽部两侧壁穿孔形成的缝隙，使咽腔与外界相通。具有呼吸机能。
4．脊索动物的心脏与主动脉
心脏位于消化道腹面，循环系统为闭管式循环。无脊椎动物的心脏及主动脉在消化道的背面，循环系统大多为开管式循环。
5．极大多数于***后方有肛后尾（post-*** tail）。无脊椎动物的肛孔常开口于身体的末端。
