Органы чувств представлены осязательными волосками, ресничными пучками, палочками и циррами. Осязательные волоски, которые часто сливаются в булавовидные или ложечковидные образования, могут быть распределены по всему телу; но обычно расположены на голове, на спинной стороне шейной области и над хвостовой вилкой. Имеется боковой орган чувств в виде углубления (ресничной ямки) с чувствительными волосками, или он может быть удлинен в щупальце. У некоторых видов на голове есть светочувствительные образования (глазки, псевдоцели). «Мозг» гастротрих двулопастной, вдоль тела идут два нервных ствола.
Кишечник состоит из глотки (пищевода) и желудка. Длина глотки имеет таксономическое значение. У Macrodasyoidea на краю рта находятся венчики крючков, а также имеются глоточные поры, служащие для удаления захваченной с пищей воды. Кишечник оканчивается анальным отверстием, расположенным дорсально, вентрально или терминально. Выделительные органы— протонефридии.
Размножение у Chaetonotoidea большей частью партеногенетическое, Macrodasyoidea — гермафродиты, за исключением одного вида. У большинства гастротрих яичники парные, яйца созревают в матке, половые протоки имеют семяприемник и копулятивную сумку. Семенники, парные или непарные, с семявыносящими протоками, семенным пузырьком и пенисом. Кладка яиц известна лишь у немногих Chaetonotoidea, покоящиеся яйца очень редки. Молодые формы у Macrodasyoidea отличаются от взрослых больше, чем у Chaetonotoidea. Изменчивость у гастротрих незначительна.
