As estrelas-do-mar absorvem oxigênio e dissipam dióxido de carbono através de seus pés tubulares, pele fina e um orifício localizado no topo de seu corpo, e circulam os gases por todo o corpo usando um sistema vascular de água. Seu sistema respiratório é rudimentar e às vezes inexistente.
Starfish dependem de osmose, o processo de partículas que se movem através de uma membrana, a fim de reunir o oxigênio da água circundante e dissipar o dióxido de carbono. O buraco no topo de seus corpos é chamado de madreporite. A água é coletada através da madreporita e preenche uma cavidade no centro do corpo da estrela do mar chamada celoma. O celoma é cortado por vários canais do corpo que vão do centro da estrela do mar às pontas de cada braço. Esses canais se enchem com a água do celoma. Os pés tubulares que estão conectados a esses canais também se enchem de água. O dióxido de carbono então flui através da pele fina dos pés tubulares da estrela do mar e do corpo para a água circundante, enquanto o oxigênio viaja através da membrana da pele para o corpo da estrela do mar. O sistema vascular de água, a rede de canais cheios de água que cruzam o corpo da estrela do mar, então transporta o oxigênio por toda a estrela do mar. O sistema vascular da água faz a mesma coisa com os nutrientes das refeições da estrela do mar e, portanto, atua como o sistema respiratório, circulatório e digestivo da estrela do mar.
