1. 形状

体多呈圆柱形，细长，两端略尖，故又称圆虫，但也有极少的橄榄形或椭圆形。线虫的大小差别很大。自由生活的线虫的长度一般小于1mm，最大的物种，如一些海洋物种，最大的只有50 mm。寄生线虫的大小差别很大。身体前端有口，腹部近后端有肛门，身体外侧，一般可以识别为4条纵线，在后侧有背线，在腹部侧有腹线，在两侧有侧线。此外，各种线虫的体表没有纤毛，但往往有各种乳突，具有感觉功能。线虫的存在和形态是分类的重要依据。

2. 体壁和假体腔

线虫体壁由外到内由角质层、表皮层(或皮层下)和肌肉层组成，也统称为皮肌囊。皮肌囊与消化道之间的空腔为假腔，是胚胎发育中的囊胚腔。假腔没有被中胚层形成的腔膜包围，因此与高等动物的真腔不同，有的称为原腔。假体体腔内充满体液，可以将肠道吸收的营养物质输送到身体的各个部位，因此具有生理上类似的循环功能。假体腔没有与外界沟通的通道，因此体腔液可以支持体内保持一定的胀压，使机体具有一定的形状。

3.消化系统

秀丽隐杆线虫的消化道分为前肠、中肠和后肠三段。前肠由口、口和咽(食道)组成。它是由外胚层形成的，外胚层由直肠和肛门形成。中肠由内胚层形成，内胚层由身体后端的外胚层形成，由直肠和肛门形成。线虫的消化道有口和肛门，是一个完整的消化系统。食物经口、咽、肠、直肠排出，使消化吸收的食物不再与新进入的食物混合。这比不完全消化系统更完善，分化程度更高，在进化上具有重要意义。

4. 排泄系统

线虫的排泄器官为肾前细胞或排泄细胞，无纤毛或鞭毛，由一类腺样细胞组成，分为腺样细胞和管状细胞两种。腺型为原始型，如自由生活的海产品，可由一个或多个腺体细胞组成，位于咽肠交界处，排泄孔靠近神经环。腺型通常为寄生型，如钩虫，其中两个腺细胞也有一个向后延伸的长管，两个细胞通过体内共同的排泄孔相互连接。所以管状排泄器官也是一种腺状器官，它们都是由外胚层细胞形成的，也可以看作是一种前肾。

5. 神经系统和感觉器官

线虫的中枢神经系统由环绕咽部的咽周神经环和与之相连的外侧神经节和腹侧神经节组成。从咽周围神经环出发，向前向前端的感觉乳突发送6条神经，向后发送6条神经索，即1条背神经索、1条腹侧神经索、2条背侧神经索、2条腹侧神经索，其中背侧和腹侧2条神经索最为发达。所有的神经索都嵌入表皮，背索和腹索分别嵌入背线和腹线，从表皮向内突出。

线虫体表常有感觉乳突。此外，前端常有头觉，尾部常有尾觉。寄生物种有延迟的头觉和发达的尾感，这往往是分类学的一个重要特征。乳突和头尾感觉器都有与咽周围神经环或神经索相连的神经。

6. 生殖系统

大多数线虫是雌雄同体的，有些陆地线虫和许多植物线虫是雌雄同体的，有些线虫只有雌虫，但没有发现雄虫，它们是孤雌生殖的。一般来说，线虫不仅雌雄同体，而且往往雌雄同体，通常雄性较小，末端卷曲，有的末端还具有角质伞状结构，称为交配伞或尾伞，而雌性的交配囊和交配刺往往较大，末端不弯曲，没有交配伞等结构，阴道口在雌性生殖孔的腹线上。线虫的生殖系统是2根或1根连续管，雄性管，从末端到生殖道，可分为精索、输精管、精囊和肌肉注射管，注射管与消化道末端相连，又称阴沟，雌性管通常是双管，即每根管从末端到生殖道都有2根，卵巢、输卵管、子宫依次相连，两个子宫合在一起就是阴道。

7. 发展

线虫的发育分为三个阶段：卵、幼虫和成虫。鸡蛋通常呈椭圆形，外壳结构复杂。新排出的卵的成熟程度常因物种而异。例如，蛔虫卵新近排出时为单细胞期，蛲虫卵通常为4细胞期，猪肾虫卵为多细胞期，蛲虫卵为幼虫期。有些种类，如乙线虫、丝虫病和旋毛虫，从母亲的生殖孔中产生幼虫，这被称为卵胎生。在临床上，根据虫卵的形态特征可以诊断寄生虫的种类。有些线虫是直接发育的，幼虫和成虫的形态除了性器官的大小和成熟度外没有太大的区别；有些线虫是间接发育的，其幼虫种类繁多。