脊索动物的三大特征被称为脊索、背神经管和鳃裂，这些特征在它们的个体发育过程中或某一时期是显著的。脊索动物的分类包括尾索动物、头索动物和脊椎动物。除了上述主要特征，它们还拥有若干次要特征：拥有密闭式循环系统，心脏通常位于消化管的腹面（尾索动物除外），以及具有肛后尾，即肛门后方的尾巴。这些特征可能存在于生活史的某个阶段，或者终身保持。此外，脊索动物还具有由胚层形成的内骨胳。值得注意的是，后口、两侧对称、三胚层、真体腔和分节性等特征并非脊索动物独有，某些无脊椎动物也具备这些特征。