而且这种很小的微生物，早在5亿年前的寒武纪已经诞生。在-272℃和151℃的条件下均可存活2分钟，低温-200℃能活上几天，-20℃的环境中起码能存活30年。甚至在太空中暴露在太阳的强辐射下，还有10%的存活几率。被认为是地球上最顽强的生物。
它们由头部，四个体节，被几丁质(chitin)构成的角质层(Cuticle)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（Martensitetube），专司体内的渗透压的平衡。
水熊虫约有6000种基因来自其他物种，占它基因总数目的约六分之一。
神经系统的构成：咽上下神经节（Upperandlowerganglion），其中咽下神经节（Inferiorpharyngealganglion）和腹部四个神经节链式（GanglionChain）相连。体腔中的细胞负责储存。水熊虫没有循环系统（circulatorysystem）和呼吸系统（respiratorysystem）。
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