Nella maggior parte dei Policheti, soprattutto nelle forme erranti, il capo è ben sviluppato e presenta occhi, tentacoli sensoriali ed una bocca che porta mascelle chitinose e un faringe estroflettibile. In molte delle forme sedentarie, gli occhi, le mascelle e i sistemi sensoriali risultano ridotte o assenti.
La differenza di questi due stili di vita si riflette anche nel sistema nervoso, molto più sviluppato nelle forme erranti che in quelle sedentarie. Per questo, la maggior parte delle forme attive hanno appendici laterali ben sviluppate. Queste appendici non sono vere zampe sebbene esse siano simili ad arti e vengono chiamate "parapodi".

Le appendici contengono muscoli, nervi e setole proprie. Esse hanno vari usi, ma nelle forme erranti la funzione predominante è quella di organi locomotori.
Nelle forme sedentarie i parapodi possono essere fortemente ridotti o assenti; tuttavia esse possono avere una serie di tentacoli associati al capo la cui funzione è quella di procurare il cibo.
In alcune specie i parapodi del primo e del secondo segmento possono essere trasformati in cirri, lunghe appendici sottili simili ad antenne o tentacoli.

Sistema nervoso: consiste in un "cervello", localizzato in un prostomio e connesso con il cordone nervoso centrale e con i gangli subfaringei tramite uno speciale gruppo di nervi chiamato connettivo circumfaringeo.
Il cordone nervoso ventrale è circondato da una guaina fibrosa. Questa guaina è ancorata e connessa con i muscoli che permettono il movimento dei parapodi. Il cordone nervoso contiene due tipi di fibra nervosa: una normale e una gigante. Le fibre giganti servono esclusivamente per effettuare rapidi movimenti ossia quando l'animale ha bisogno di fuggire velocemente.
Il cordone nervoso ventrale decorre lungo l'intera lunghezza dell'animale formando un set di nervi per ogni segmento. Nella maggior parte delle forme erranti ogni segmento ha il suo piccolo agglomerato di nervi, i quali risultano assenti nelle forme sedentarie.

Sistema circolatorio: è chiuso. Vi sono due principali vasi sanguigni longitudinali, uno ventrale e uno dorsale: il sangue scorre dal capo alla coda tramite i vasi ventrali e ritorna, dalla coda al capo, attraverso quelli dorsali. In ciascun segmento vi sono vasi più piccoli laterali che si dipartono dal principale e vanno ad irrorare i vari segmenti del corpo.

Sistema respiratorio: la respirazione avviene attraverso l'intera superficie del corpo o a livello dei parapodi; alcune specie hanno branchie esterne per aumentare l'area respiratoria.

Sistema escretore: l'escrezione si realizza tramite l'azione di nefridi (metanefridi). Questi sono lunghi tubi che presentano molte cilia lungo la superficie interna; il sangue e i fluidi celomatici entrano in questi nefridi dove le sostanze nutrienti, l'acqua e i sali sono rimossi prima che i prodotti di scarto escano attraverso il nefridioporo.
Nei Policheti erranti (e negli Oligocheti) la maggior parte dei segmenti del corpo, eccetto il primo e l'ultimo, hanno un paio di nefridi.
Nei Policheti sedentari il numero di nefridi può essere ridotto e in Arenicola marina ne sono presenti da 4 a 9. I nefridi, inoltre, servono come organi di osmoregolazione e, nelle specie che vivono in acque dolci, o in ambienti con salinità variabile, come Nereis sp. i tubi nefridiali sono più lunghi per meglio sopportare maggiori differenze di potenziale osmotico.

Sistema riproduttore e riproduzione: i Policheti presentano un'ampia varietà di modalità riproduttive, sia asessuate che sessuate, in alcuni casi con alternanza di generazioni gamiche e agamiche.
La riproduzione asessuata può avvenire per scissiparità (schizogenesi) o per gemmiparità (blastogenesi). La scissiparità consiste nella divisione trasversale del corpo in due parti, ciascuna delle quali ricostruisce poi le strutture perdute.

Nella gemmiparità i nuovi individui si originano come gemme nei segmenti posteriori dell'adulto; queste gemme si sviluppano lentamente in nuovi individui che si separano successivamente dal genitore. In alcuni casi, lo stesso individuo può produrre numerose gemme (o stoloni) che possono originare, di conseguenza, lunghe catene di nuovi individui. Il sistema riproduttore sessuato è semplice. Le gonadi compaiono come protuberanze temporanee del peritoneo e rilasciano i gameti nel celoma. Questi vengono trasportati all'esterno attraverso i gonodotti, con i nefridi o per rottura della parete del corpo. I Policheti hanno sessi separati, la riproduzione sessuale avviene per anfigonia, la fecondazione è esterna, senza che vi sia accoppiamento, e la prima larva che si forma è una trocofora (immagine a destra in alto; in basso: trocofora in cui è già visibile un sistema nervoso cordonale). Particolarmente interessante è il comportamento riproduttivo di alcuni Policheti erranti tra cui alcune specie dei generi Eunice, Nereis e Syllis, che vivono nella barriera corallina in Polinesia. Durante la stagione riproduttiva la porzione epitoca (parte del corpo sessualmente differenziata) si stacca da quella atoca (porzione del corpo immatura), diventando pelagica e sciamando in grande quantità nelle acque superficiali.

Il fenomeno si verifica seguendo un particolare ciclo lunare in corrispondenza con l'ultimo quarto di luna di Ottobre e Novembre; le porzioni epitoche dei maschi, più piccole di quelle delle femmine, illuminate dalla luna "esplodono" rilasciando nell'oceano un grandissimo numero di spermatozoi che andranno a fecondare le uova rilasciate dalle porzioni epitoche delle femmine. In questo periodo gli individui epitochi, conosciuti con il nome di "palolo" (foto a sinistra), vengono pescati dagli indigeni a scopo alimentare.