ウミサソリ
派生的なウミサソリ亜目(Diploperculata下目)の種類では anterior opercular plate をもたず、残りの板は更に融合が進み、境目に当たる溝(transverse suture)が見えないほど一体化していた。また、posterior opercular plate の中央には「spatulae」という生殖肢の左右に並んだ1対の突起物をもつ場合がある。
生殖口蓋の中央には1本の生殖肢(genital appendage)をもつ。これは後体第2節の蓋板に由来し、その1対の内肢が左右融合してできた生殖器と考えられる。基部は「deltoid plate」という1対の三角形/五角形の外骨格に連結し、これは生殖肢の運動に関与する構造と考えられる。生殖肢は同種において長いタイプ(type A)と短いタイプ(type B)というはっきりとした二形が見られ、これは雌雄を表す特徴と考えられるが、それぞれに対応する性別(どっちが雄でどっちが雌か)は諸説に分かれている。特に type A の場合、生殖肢の根元に「horn organ」という1対の長い嚢状の内部構造があり、これは文献記載によって(雌の)受精嚢もしくは(雄の)精莢を生成する器官と考えられる。この生殖肢、特に type A は通常では3節に分かれるが、ダイオウウミサソリ科の場合は雌雄とも生殖肢が分節しない。
ウミサソリの呼吸器を保存した化石は非常に稀で、その構造は20世紀後期以前では長らく不明確とされ、その復元も新たな発見によって更新され続けていた。2020年時点では、書鰓(しょさい、book gill)と「Kiemenplatten」という2種類の呼吸器をもつことが分かり、いずれも5対で後体第3-7節に付属したとされる。
書鰓は後方5対の蓋板、いわゆる生殖口蓋の posterior opercular plate と4対の Blatfüsse の裏側に配置される。書鰓の位置と大まかな形態はカブトガニ類に似ているが、顕微構造はむしろクモガタ類の書肺(しょはい、book lung)に近い。Kiemenplatten(gill tract とも)は多孔質のクチクラと数多くの短い突起物に構成される一面の構造体で、書鰓を有する蓋板の上側、いわゆる該当体節の腹板で対になって配置される。この2種類の呼吸器はそれぞれ別起源で、書鰓は他の真鋏角類の書鰓と書肺に相同の祖先形質、Kiemenplatten はウミサソリに特有の二次的な呼吸器と考えられる。書鰓を有する蓋板と Kiemenplatten を有する腹板は、あわせてウミサソリの鰓室(gill chamber, branchial chamber)の内壁を構成する。
ウミサソリの呼吸器が発見される以前から、既にカブトガニ類のように5対の書鰓があると推測された。
後体の末端には1本の尾節(telson)があり、通常は剣状に尖るが、へら状のものもある(スリモニア科、ダイオウウミサソリ科など)。尾節直前の最終体節は「pretelson」ともいい、形がやや特化した場合がある。
一部の分類群では、後体はサソリのように明確に前後で幅広い前半部と細長い後半部に分化し、それぞれ中体(mesosoma)と終体(metasoma)、もしくは前腹部(preabdomen)と後腹部(postabdomen)と呼ばれている。一方で、このような分化の有無にかかわらず、付属肢の有無に基づいてウミサソリ全般の後体前7節(後体第1節と第1-6背板に相当、付属肢のある部分)を中体、後6節(第7-12背板に相当、付属肢のない部分)を終体と扱う文献記載もある。
退化的な後体第1節をも含めて、後体の前7節(第7-13体節)の腹面には後述の板状の付属肢が配置される。
最大級ウミサソリの6種とヒトのサイズ比較図。左からプテリゴトゥス(Pterygotus grandidentatus)、ペンテコプテルス (Pentecopterus decorahensis),アキュティラムス2種(Acutiramus macrophthalmus と Acutiramus bohemicus) カルシノソマ(Carcinosoma punctatum)、およびイェーケロプテルス(Jaekelopterus rhenaniae)。
最小級ウミサソリ Nanahughmilleria 属の4種とヒト(手のひら)のサイズ比較図
体はしずく型に縦長く、前後に甲羅状の前体と、分節した後体という2つの合体節に分かれている。重厚な体型をもつヒベルトプテルス科(Hibbertopteridae)を除いて、通常は上下に平たい。ほとんどの種類は大型の節足動物であり、数十cmから1m前後に及ぶのものが多い。2m以上にも達し、既知最大級の節足動物として知られる種もあるが、数cmしか及ばない小型種も含まれる。
獰猛な捕食者であったと考えられるイェーケロプテルス
堆積物の小動物を主食にしたと考えられるヒベルトプテルス
ウミサソリは全般的に捕食者とされ、分類群によっては様々な捕食方法への特化様式が見られる。遊泳性で獰猛な捕食性に適したようなものがあれば、底生性で堆積物から小さな獲物を篩い分けるのに適したようなものもある。その捕食行動によって残されたと思われる生痕化石も知られている。ウミサソリ亜目とアシナガウミサソリ亜目の種類は、それぞれ前述の2つのニッチ(生態的地位)に向けて特化した傾向がある。
ウミサソリ亜目の遊泳脚をもつ種類は、その遊泳脚で水中を泳いでいたことは広く認められるが、遊泳の仕組みは諸説に分かれ、文献によっては遊泳脚の前後動作とパドルの角度変換で推進力を生じ、もしくは遊泳脚を翼のように動かして揚力で前進していたと考えられる。