Les holothuries ressemblent peu aux autres échinodermes, du fait de leur corps ramassé en tube, sans squelette apparent ni appendices durs. De plus, la symétrie pentaradiaire propre aux échinodermes, quoique conservée structurellement, est ici doublée par une symétrie bilatérale qui les fait ressembler à des chordés. Cependant, la symétrie centrale est encore visible chez certaines espèces à travers les 5 méridiens (ou « radius ») qui parcourent le corps de l'animal de la bouche à l'anus (comme chez les oursins), d'où sortent souvent les pieds ambulacraires (appelés « podia »). Il n'y a donc pas de face « orale » ou « aborale » comme chez les étoiles de mer et les autres échinodermes, mais l'animal repose sur un de ses côtés (ce qui est unique chez les échinodermes contemporains), et cette face ventrale est appelée trivium, alors que la face dorsale est nommée bivium1.

Le corps est mou et cylindrique, plus ou moins allongé : il va de presque globulaire pour les « pommes de mer » (genre Pseudocolochirus) à serpentiforme pour les Apodida. Les holothuries mesurent généralement de 10 à 30 centimètres de long avec des extrêmes de quelques millimètres pour Rhabdomolgus rubber et jusqu'à plus de 3 mètres pour synapta maculata2. La plupart possèdent 5 rangées de podia, mais les Apodida en sont dépourvus et se déplacent en rampant ; ils peuvent être d'aspect lisse ou pourvus d'excroissances charnues (comme Thelenota ananas). Les podia du bivium n'ont généralement pas de rôle locomoteur, et sont transformés en papilles1. À l’une des extrémités s’ouvre une bouche ventrale et généralement entourée d’une couronne de tentacules qui peuvent être très complexes chez certaines espèces (ce sont en fait des podia modifiés) ; l'anus est postéro-dorsal.