As características comuns a todos os vertebrados incluem simetria bilateral, dois pares de apêndices articulados, cobertura externa da pele celular protetora, metamerismo, celomas desenvolvidos e esqueletos internos, cérebros, vértebras e órgãos sensoriais desenvolvidos. Vertebrados também têm sistemas respiratórios, sistemas circulatórios fechados, sistemas genital e excretor e tratos digestivos.
As 12 características que definem os vertebrados parecem diferentes em várias espécies, mas desempenham as mesmas funções básicas. Todos os vertebrados têm linhas bilaterais de simetria, embora alguns vertebrados pareçam mais simétricos do que outros. Os vertebrados têm dois pares de apêndices que facilitam a locomoção, embora esses órgãos apareçam como nadadeiras em alguns vertebrados, mas como membros anteriores e posteriores em outros.
Os vertebrados têm uma cobertura protetora externa da pele celular, que aparece como escamas em algumas criaturas e como pelos e penas em outras. Os vertebrados têm celomas, ou cavidades corporais, que são revestidos inteiramente com epitélio ou tecido celular. Esse tecido é então dividido em dois ou quatro compartimentos distintos.
Esses organismos também têm esqueletos internos estruturados feitos de cartilagem e osso, que são separados em um esqueleto axial e um esqueleto apendicular. Todos os vertebrados têm cérebros fechados por crânios e cordões nervosos cercados por fortes vértebras, que protegem esses órgãos vulneráveis de danos. Por último, os vertebrados têm sistemas genital e excretor e tratos digestivos com fígados e pâncreas.