成虫大小差别很大，体长从不足1mm到1m以上。无明显的头部，但身体有前、后端，背、腹面和两侧之分。角皮坚韧、较厚，由下皮层分泌而来，寄生的种类更厚，有抵御宿主消化酶的作用。体表光滑无纤毛，或具横纹、小刺和鳞片。雌雄异体而且异形，雄虫的后端往往有交合伞和交合刺。此外，线虫体表还有各种具有感觉功能的乳突。下皮层沿背、腹中线及两侧向假体腔内增厚突出，形成4条纵线，分别称为背线、腹线和侧线，背线、腹线有神经干通过，侧线则有排泄管通过。
线虫的雌性生殖系统多为双管型，阴门开口于虫体腹面前端，开口于泄殖腔。神经系统包括食管部位的一个神经环和由此向前、向后各发出6条神经索，其中主要的两条为分别位于背、腹线中的背、腹神经。
大多数线虫有非常固定的生活史，角皮也相应出现周期性的脱落，称蜕皮。一般有四次蜕皮。生活史可分为两大类型：①不需要中间宿主，肠道内寄生的线虫多属此型，如人蛔虫。②需要中间宿主，组织内寄生的线虫多属此型，如丝虫。
（代表动物：人蛔虫、钩虫、人蛲虫）特征
(1)身体长圆筒形。
(2)体壁由角质膜、表皮和肌肉层组成。
(3)无呼吸器官，自由生活种类体表呼吸，寄生种类为厌氧呼吸。
(4)多数为雌雄异体，生殖腺管状，雄性导管通入直肠末端。