Les étoiles de mer se nourrissent soit en retournant leur estomac et en libérant des enzymes digestives sur leurs proies, soit en attrapant des aliments à la dérive et en les déplaçant vers leur bouche. Les étoiles de mer sont des animaux lents, donc tout les proies doivent être tout aussi lentes ou même immobiles. De nombreuses étoiles de mer se spécialisent dans l'alimentation de bivalves lents ou sessiles tels que les palourdes et les moules ou même d'autres étoiles de mer.
Les étoiles de mer prédatrices ont en fait deux estomacs, dont un seul est poussé sur ou dans la proie. Le deuxième estomac reçoit les nutriments de la digestion, où d'autres produits chimiques décomposent les produits chimiques libérés par le premier estomac. Ils ont également un intestin court pour l'absorption et un anus pour libérer les déchets.
Les étoiles de mer se déplacent à l'aide de leurs pieds tubulaires, qui ont un grand nombre de minuscules tentacules, souvent avec des ventouses, à leur extrémité. Ils n'ont pas de cellules sanguines pour aider à transporter l'oxygène, utilisant plutôt un simple système vasculaire d'eau contenant des fluides qui diffèrent relativement peu de l'environnement marin environnant. Les pieds du tube sont déplacés en pompant une partie du fluide de ce système vasculaire d'eau dans eux, les gonflant essentiellement. Alors que les pieds ont des ventouses à l'extrémité pour adhérer aux rochers et autres surfaces, ils excrètent également des adhérents chimiques.
