Una estrella de mar da vuelta su estómago para consumir alimentos que son demasiado grandes para pasar por su pequeña boca. Envolviendo su estómago alrededor de un objeto o insertándolo en una concha, una estrella de mar. Digiere externamente su comida, produciendo una suspensión que atrae a su cuerpo mientras retira su estómago. La comida luego pasa a su estómago pilórico, que siempre permanece dentro de su cuerpo.
Las estrellas de mar poseen dos estómagos: el estómago cardíaco y el estómago pilórico. El estómago cardíaco es expulsado para digerir alimentos grandes. El proceso digestivo termina en el estómago pilórico.
Las estrellas de mar tienen apetitos voraces, su tamaño y madurez no dependen de su edad sino de su dieta. Una estrella de mar se alimenta de mejillones, almejas, ostras y otros bivalvos, sujetando algunas ventosas a la cáscara de su presa y luego ejerciendo un tirón largo, lento y continuo para forzar la apertura de la cáscara. Incluso se han observado grandes estrellas de mar comiendo peces pequeños. Algunas estrellas de mar complementan sus dietas con coral y con algas o partículas de alimentos en el agua.
La capacidad única de la estrella de mar para retraer su estómago una vez expulsada se ha vinculado a un neuropéptido en particular. Los neuropéptidos son moléculas que las neuronas del cerebro utilizan para comunicarse entre sí. Curiosamente, este neuropéptido en particular está ligado evolutivamente al neuropéptido humano que es responsable de regular la excitación y la ansiedad.