U pierwotniaków obecna jest spolaryzowana komórkowa błona, pozwalająca na odbieranie pochodzących z otoczenia bodźców. Zmiana stanu błony spolaryzowanej umożliwia komórce wykonanie właściwej odruchowej reakcji (taksja). Część pierwotniaków charakteryzuje się występowaniem organelli pozwalających na percepcję świetlnych wrażeń, np. czerwona oczna plamka (stigma) obecna u eugleny zielonej, która osłania fotoreceptor.

Neurony u jamochłonów stanowią układ dyfuzyjnego typu (rozproszonego). Nie występuje tam wyodrębnione nerwowe centrum. Występują u nich prymitywne oczka (stanowiące skupienia światłoczułych komórek) oraz statocysty, występujące w ośmiu brzeżnych ciałkach (ropalia) i służą przy orientowaniu się co do położenia (zmysł równowagi).

Układ nerwowy u płazińców jest skomplikowany w większym stopniu. Ma miejsce u nich wyodrębnienie centrum obróbki informacji (zwój mózgowy parzysty) poprzez skupienie neuronów występujące w części przedniej ciała. Odchodzą od niego tzw. nerwowe podłużne pnie (u najbardziej ewolucyjnie zaawansowanych: od 1-2 par; u najmniej: do 6 par). Wszystkie pnie są połączone spoidłami (ortogon). Wyposażone są w narządy zmysłów prymitywne: czucia chemicznego, dotyku, statocysty i liczne oczka (obecne u wolno żyjących form).

U obleńców układ nerwowy wykazuje szereg prymitywnych cech. Nerwowe centrum jest tworzone przez nerwowy pierścień otaczający część przednią gardzieli. Odchodzi od niego 6 nerwów krótkich do przodu oraz 6 długich nerwowych pni do tyłu. Nerwowe pnie są połączone ze sobą spoidłami półpierścieniowymi. Narządy zmysłów nie są dobrze rozwinięte (w związku z trybem życia), u gatunków morskich obecne są prymitywne oczka.

U pierścienic ulega oddzieleniu od występujących powłok ciała. Jest zbudowany z parzystych nadgardzielowych stanowiących mózg zwojów, od których wychodzą okołogardzielowe obrączki łączące mózg wraz z podgardzielowymi zwojami. Brzuszny nerwowy łańcuszek zbudowany jest ze zwojów parzystych rozmieszczonych we wszystkich segmentach (układ nerwowy drabinkowy). Funkcjonują u wieloszczetów proste oczka zlokalizowane w części grzbietowej ciała.

Poziom organizacji nerwowego układu u stawonogów jest bardzo zróżnicowany. Ewolucja skierowana była na kilka dróg. Znacznemu rozwojowi podlegał mózg, z podziałem wyraźnie zaznaczonym na przodomóżdże (odpowiada za analizę wzrokowych bodźców), śródmóżdże (węch i dotyk) oraz tyłomóżdże (wegetatywne funkcje). U społecznych owadów występują grzybkowate ciałka zlokalizowane w przodomóżdżu. Nie występuje śródmóżdże u pajęczaków. Koncentracja elementów nerwowego łańcuszka brzusznego - zlewanie się lewej i prawej strony układu i koncentrację danych zwojów w postaci tagm. Rozwinięte doskonale narządy zmysłów występują u stawonogów. Sensyle tworzą konstrukcyjną podstawę receptorów. Skorupiaki i owady wyposażone są w złożone oczy składające się z licznych prostych oczek tzw. omatidiów. Tympalne narządy wykorzystywane są do odbierania słuchowych wrażeń. Część owadów może wydawać dźwięki - strydulacyjne narządy. Wszystkie stawonogi wyposażone są w węchowe sensyle.

Układ nerwowy u mięczaków oddzielony jest od powłok ciała tych organizmów. U prymitywnych form zbudowany jest z pierścienia okołogardzielowego, od którego dwie pary nerwowych pni odchodzą. U uorganizowanych wyżej zachodzi proces nazywany ganglionizacją - stworzenie kilku zwojów na nerwowych pniach. Wyróżnia się pary zwojów trzewiowych, nożnych i głowowych. Mózg u głowonogów jest chroniony przez chrzęstną mózgową puszkę. Głowonogi wyposażone są oczy, zbliżone budową do oczu wodnych kręgowców.

U pierwotnych wtórnoustych zwierząt układ nerwowy posiada budowę prymitywną (brak mózgu). Nerwowe centrum tworzą nerwowe pierścienie podskórne po brzusznej i grzbietowej stronie. Rozchodzą się od nich promieniście nerwy (uwstecznione narządy zmysłów).

Układ krwionośny

Brak u pierwotniaków. Krążenie i wymiana gazowa drogą dyfuzji.

Brak u jamochłonów. Krążenie i wymiana gazowa drogą dyfuzji.

U płazińców jelito i parenchyma spełnia funkcję układu krążenia. Oddychają poprzez całą powierzchnię ciała.

U obleńców układ krążenia jest zastąpiony schizocelem - wypełniona cieczą jama ciała.

Układ krwionośny u pierścienic jest rozwinięty dobrze, a u niektórych gatunków hemolimfa posiada barwniki które transportują tlen. Tworzą go kurczliwe naczynia grzbietowe, które tłoczą do przodu krew oraz brzusznego zlokalizowane pod jelitem, którym krew kieruje się do tyłu. Ich połączenia są ustanowione przez okrężne naczynia zlokalizowane w części przedniej ciała. Nie występuje u nich serce. Sieć włosowatych naczyń rozwinięta jest dobrze w parapodiach. Obecne barwniki to chlorokruoryna i hemoglobina.

U stawonogów obecny jest układ krążenia otwarty. Posiadają one rurkowate serce zlokalizowane po grzbietowej stronie oraz zamknięte w osierdziowym worku. Serce u owadów najczęściej posiada 8 komór, u szczękoczułkowców i skorupiaków z kolei od 3 do 4. Obecne barwniki to chemocyjanina.

U mięczaków występuje otwarty układ krwionośny. Posiadają one serce składające się z przedsionka oraz komory zlokalizowanego w osierdziowym worku. U głowonogów występuje niemal zamknięty oraz jakby dwuobiegowy. Obecne są skrzelowe serca podtrzymujące ciśnienie panujące w krwioobiegu.

U pierwotnych wtórnoustych zwierząt nie występuje serce, układ krwionośny otwarty.

Układ oddechowy

Brak u pierwotniaków. Krążenie i wymiana gazowa drogą dyfuzji.

Brak u jamochłonów. Krążenie i wymiana gazowa drogą dyfuzji.

Brak u płazińców. Oddychają poprzez całość powierzchni ciała.

Brak u obleńców. Oddychają całością powierzchni ciała albo na beztlenowej drodze.

Funkcje oddechowego układu u pierścienic pełnią parapodia które są miejscem rozwoju skrzelowego wyrostka. Duża powierzchnia pranóży zwiększa tempo wymiany gazowej.

Jego budowa u stawonogów uzależniona jest od środowiska ich życia. Skorupiakokształtne - skrzelodyszne, oddechowy układ związany jest z odnóżami. Uorganizowane wyżej u podstawy krocznych odnóży posiadają skrzela. Systemy tchawkowe obecne są u pajęczaków. U większych form w odwłoku obecne płucotchawki (rozgałęzienia grzebykowate tchawkowych pni, które omywane są przez hemolimfę która transportuje tlen. Ektodermalny tchawkowy system powstał u tchawkodysznych (sieć rozgałęziona rurek która oplata całe ciało). Z boków ciała są rozmieszczone przetchlinki które prowadzą do tchawkowych pni, ulegających rozgałęzieniu na coraz drobniejsze. Odcinki końcowe - tracheole (posiadają płyn stanowiący rozpuszczalnik dla tlenu i dyfundujący do komórek).

U form wodnych pierwotnie u mięczaków obecne są skrzela - ktenidia, u lądowych ślimaków z kolei rolę tę spełnia płaszczowa jama.

U pierwotnych wtórnoustych zwierząt brak albo tworzą go rozwinięte słabo skórne skrzela.