Las estrellas de mar absorben oxígeno y disipan el dióxido de carbono a través de los pies de sus tubos, la piel delgada y un orificio ubicado en la parte superior de su cuerpo, y hacen circular los gases por todo el cuerpo utilizando un sistema vascular acuático. Su sistema respiratorio es rudimentario y, a veces, inexistente.
Las estrellas de mar dependen de la ósmosis, el proceso de las partículas que se mueven a través de una membrana, para recolectar oxígeno del agua circundante y disipar el dióxido de carbono. El agujero en la parte superior de sus cuerpos se llama madreporite. El agua se recolecta a través de la madreporita y llena una cavidad en el centro del cuerpo de la estrella de mar llamada celomín. El coelom se intersecta por una serie de canales corporales que van desde el centro de la estrella de mar hasta las puntas de cada brazo. Estos canales se llenan con el agua del coelom. Los pies de tubo que están conectados a estos canales también se llenan de agua. El dióxido de carbono luego fluye a través de la delgada piel de los pies tubulares de la estrella de mar y el cuerpo hacia el agua circundante, mientras que el oxígeno viaja a través de la membrana de la piel hacia el cuerpo de la estrella de mar. El sistema vascular acuático, la red de canales llenos de agua que intersectan el cuerpo de la estrella de mar, luego transportan el oxígeno a través de la estrella de mar. El sistema acuoso-vascular hace lo mismo con los nutrientes de las comidas de la estrella de mar y, por lo tanto, actúa como el sistema respiratorio, circulatorio y digestivo de la estrella de mar.
