Les étoiles de mer appartiennent à la famille des échinodermes du règne animal. Il existe plusieurs espèces d'étoiles de mer et leurs « bras » sont plus proprement appelés raies. La plupart des espèces ont cinq rayons, mais certaines peuvent en avoir quatre et d'autres neuf. Certaines espèces ont un nombre variable, mais toujours quatre, cinq ou neuf. Pycnopodia helianthoides, l'étoile du tournesol commence avec environ 9 rayons, puis en rajoute au fur et à mesure de leur croissance. Les adultes en ont généralement plus de 20.
Si une étoile de mer perd un de ses rayons, elle peut bien souvent régénérer complètement ses tissus pour en former un nouveau. Habituellement, la régénération n'est possible que si la partie centrale du corps, la partie qui n'appartient pas aux rayons séparés, est intacte. Bizarrement, cependant, certaines espèces peuvent tout régénérer. Les étoiles de mer de l'espèce Linckia peuvent être déchirées et une nouvelle étoile de mer poussera à partir de chacun des fragments mutilés.
L'envergure d'une étoile de mer varie selon les espèces ~ les plus petites mesurent environ 1 pouce de diamètre d'une extrémité de rayon à l'autre et les plus grandes mesurent trois pieds.
