Comme tous les organismes protostomiens, les brachiopodes sont pourvus d’une bouche formée à partir du blastopore, d’un système nerveux ventral, d’un cœlome schizocœlique et d’un squelette externe (coquille). De même que les mollusques lamellibranches (moule, huître...), la coquille est composée de deux valves (bivalve). Cependant, l'orientation des valves par rapport au corps est différente, car le plan de symétrie de l'animal est perpendiculaire au plan de séparation de ces dernières. Les brachiopodes ont une valve pédonculaire (la plus grande) et une valve brachiale (la plus petite), tandis que les Lamellibranches ont une valve droite et une valve gauche.
Deux grands groupes se distinguent : les Inarticulés ou Ecardines, aux valves simplement reliées par les muscles et les Articulés ou Testicardines, où elles sont jointes par l’intermédiaire de charnières calcaires. Quant à leur anatomie, elle comprend à l'arrière les viscères, attachées le plus souvent par un pied (pédoncule) au support. À l'avant, entourant la bouche, se trouve le lophophore, sorte de bras muni de cils qui permet à l'animal de brasser et filtrer l'eau de mer, garantissant ainsi nutrition et oxygénation. Les brachiopodes sont avant tout sessiles, même si de rares formes vagiles existent, par exemple en Nouvelle Zélande.