缓步动物是多细胞动物。它们非常细小，大部分不超过1毫米，最小的Echiniscus parvulus初生的时候只有50微米。而最大的Macrobiotus bufelandi则只达1.4毫米。通体透明，无色，黄色，棕色，深红色或绿色。它们的颜色主要是它们的食物赋予的。它们食入含类胡萝卜素的食物，类胡萝卜素可以在各器官沉积。
1922年，德国科学家鲍曼发现，水熊缺水时会把头和脚收缩起来，然后进入极其类似死亡的状态，这种状态称为隐生。在失去几乎所有水分之后，水熊蜷曲成一个干燥的壳体，其新陈代谢降至正常水平的0.01%。它们能保持隐生状态数十年之久，只有在接触到水的时候才重新活跃过来。
它们由头部，四个体节，被几丁质构成的角质层覆盖。四对脚，末端有爪子，吸盘或脚趾。由长长的细胞组成的肌肉因应体节而分布。口前有两向前突出，一个用于刺进食物，另一个则是吸收工具。前肠有很多成对腺体，薄薄的食道连接中肠。在两个目的水熊虫中肠和末肠之间有马氏管，专司体内的渗透压平衡。
除了水熊，一些线虫、酵母和细菌也能忍受干燥条件。它们通过产生大量的海藻糖来做到这一点。这种糖可以在细胞内形成类似玻璃的状态，保持细胞内主要成分的稳定，防止蛋白质、细胞膜等的损坏。海藻糖还能包裹在残存的水分子周围，防止水分子在温度升高时快速膨胀，避免细胞破裂。
