海星屬於更加古老的動物類群——棘皮動物。棘皮動物(即“表皮上有棘刺的動物”)還包括海膽和海參，它們最初起源於大約5.5億年前的寒武紀早期，並且從那以後再沒有多少改變。與軟體動物和昆蟲不同，棘皮動物具有內骨骼，由骨板組成，主要成分為碳酸鈣。這個特點使得它們與包括人類在內的所有脊椎類動物具有了直接的親緣關系。