体壁
柄海鞘的体壁即是保藏内部器官的外套膜,除表面一层外胚层的上皮细胞外,还参杂着来源于中胚层的肌肉纤维,以支配身体及出入水口的伸缩和开关。柄海鞘的体壁能分泌被囊素,包裹在整个动物体外。外套膜在入水孔和出水孔的边缘与被囊汇合,汇合处有环形括约肌控制管孔的启闭。内部器官中只有咽部上缘及腹部的一部分与外套膜愈合。柄海鞘的被膜表面通常不易其他动物所附着,但是同种个体却能重叠附生。
消化和呼吸系统
入水孔的底部有口,通过四周长有触手的缘膜就是咽,咽几乎占据了身体的3/4,且咽壁被许多细小的腮裂所贯穿。从口进入咽的水流经过腮裂,到达咽外的围腮腔中,然后排出体外。围腮腔是由身体表面陷入内部所形成的空腔,因其不断扩大,从而将身体前部原有的体腔逐渐挤小,最终在咽部完全消失。咽腔的内壁作生纤毛,其背、腹侧的中央各有一沟状结构,分别为背板和内柱,沟内有腺细胞和纤毛细胞;背板和内柱上下相对,在咽的前端以围咽沟相连,腺细胞能分泌粘液,使沉入内柱的食物粘聚成团,由沟内的纤毛摆动经围咽沟进入食道、胃及肠进行消化。不能消化的食物残渣经由出水孔随水流排出体外。
柄海鞘的腮裂间隔中含有丰富的毛细血管,因此当水流携带着食物微粒通过咽腮裂时就能进行气体交换,完成呼吸作用。
循环方式和排泄器官
心脏位于身体腹面靠近胃部的围心腔内,藉围心腔的伸缩而搏动。心脏左右两端各发出一条血管,前为腮血管,后为肠血管,分支到各内脏器官组织的血窦之间,为开管式血液循环。柄海鞘的血管既无动静脉之分,也无固定的单向流动方向,行特殊的可逆式血液循环,这在动物界是绝无仅有的。
柄海鞘无专门的排泄器官,仅在肠附近有一堆具排泄功能的细胞,称为小肾囊,其中常含尿酸结晶。
神经
柄海鞘的成体营固着生活,神经系统与感觉系统均退化,中枢神经是一个没有内腔的神经节,位于出入水孔之间的外套膜壁内,由此分出若干神经分支到身体各处,神经节旁有一无色透明的神经腺。无专门感觉器官,仅仅于出水孔与入水孔的缘膜和外套膜上有少量散在的感觉细胞。
生殖系统
雌雄同体,生殖腺位于肠环间和外套膜内壁上。精巢大,呈分枝状,为乳白色颗粒小块;卵巢长管状,呈淡黄色,内含许多圆形的卵细胞。两生殖腺拥有各自的单根生殖导管通出体外。