體腔被隔膜依體節分隔成多數體腔室（coelomiccompartment），各室有小孔相通。每一體腔室由左右二體腔囊發育形成。體腔囊外側形成壁體腔膜，內側除中間大部分形成髒體腔膜外，背側與腹側則形成背腸係膜和腹腸係膜。蚯蚓的腹腸係膜退化，隻有腸和腹血管之間的部分存在；背腸係膜則已消失。前後體腔囊間的部分，緊貼在一起，形成了隔膜（septum）。有些種類在食道區無隔膜存在。
體壁內的壁體腔膜（parirtalperitoneum）明顯。而腸壁的髒體腔膜（visceralperitoneum）退化。中腸的髒體腔膜特化成黃色細胞（chloragogancell）。可能有排泄作用。
消化係統
消化管縱行於體腔中央，穿過隔膜，管壁肌層發達，可增進蠕動和消化機能。消化管分化為口、口腔、咽、食管、砂囊、胃、腸、肛門等部分。口腔可從口翻出，攝取食物。咽部肌肉發達，肌肉收縮，咽腔擴大可輸助攝食。咽外有單細胞咽腺，可分泌粘液和蛋白酶，有濕潤食物和初步消化作用。咽後連短而細的食道，其壁有食道腺，能分泌鈣質，可中和酸性物質。食道後為肌肉發達的砂囊（gizzard），內襯一層較厚的角質膜，能磨碎食物。自口至砂囊為外胚層形成，屬前腸。砂囊後一段消化管富微血管，多腺體，稱胃。胃前有一圈胃腺，功能似咽腺。胃後約自第15體節開始，消化管擴大形成腸，其背側中央凹入成一盲道（typhlosole），使消化及吸收麵積增大。消化作用及吸收功能主要在腸內進行。腸壁最外層的髒體腔膜特化成了黃色細胞。自第26體節開始，腸兩側向前伸出一對錐狀盲腸（caeca），能分泌多種酶，為重要的消化腺。胃和腸來源於內胚層，屬中腸。後腸較短，約占消化管後端20多體節，無盲道，無消化機能。以肛門開口於體外。
循環係統
由縱血管、環血管和微血管組成，屬閉管式循環。血管的內腔為原體腔被次生體腔不斷擴大排擠，殘留的間隙形成。
縱血管有位於消化管背麵中央的背血管（dorsalvessel）和腹側中央的腹血管（ventralvessel）。背血管較粗，可搏動，其中的血液自後向前流動；腹血管較細，血液自前向後流動。緊靠腹神經索下麵為一條更細的神經下血管（subneuralvessel）。食管兩側各有一條較短的食管側血管（lateral。oesophagealvessel）。環血管主要有心髒4-5對（P.hupeiensis為4對，P.aspergrillum為5對），在體前部，位置因種類不同而異。心髒連接背腹血管。可搏動，內有瓣膜，血液自背側向腹側流動。壁血管（parietalvessel）連於背血管和神經下血管，除體前端部分外，一般每體節一對。收集體壁上的血液人背血管蚯蚓的血管未分化出動脈和靜脈，血液中含有血細胞，血漿中有血紅蛋白，故顯紅色。
血循環途徑主要是背血管自第14體節後收集每體節一對背腸血管含養分的血液和一對壁血管含氧的血液，自後向前流動。大部分血液經心髒入腹血管，一部分經背血管在體前端至咽。食管等處的分支入食管側血管。腹血管的血液由前向後流動，每體節都有分支至體壁、腸、腎管等處，在體壁進行氣體交換，含氧多的血液於體前端（第14體節前）回到食管側血管，而大部分血液（第14體節後）則回到神經下血管，再經各體節的壁血管人背血管。腹血管於第14體節以後，在各體節於腸下分支為腹腸血管入腸，再經腸上方的背腸血管入背血管。
呼吸與排泄
蚯蚓以體表進行氣體交換。氧溶在體表濕潤薄膜中，再滲入角質膜及上皮，到達微血管叢，由血漿中血紅蛋白與氧結合，輸送到體內名部分。蚯蚓的上皮分泌粘液，背孔排出體腔液，經常保持體表濕潤，有利於呼吸作用。有人認為蚯蚓也能在水中進行呼吸或行泛氧呼吸。
蚯蚓的排泄器官為後腎管，一般種類每體節具一對典型的後腎管，稱為大腎管。環毛屬蚯蚓無大腎管，而具有三類小目管：體壁小腎管（parietalmicronephridium）位體壁內麵，極小，每體節約有200一250條，內端無腎口，腎孔開口於體表。隔膜小腎管（septalmicronephridiumm）位第14體節以後各隔膜的前後側，一般每側有40一50條，有腎口呈漏鬥形，具纖毛，下連內髒有纖毛的細腎管，經內腔無纖毛的排泄管，開口於腸中。咽頭小腎管（pharyngealmicronephridium）位咽部及食管兩側，無腎口，開口於咽。後二類腎管又稱消化腎管。各類小腎管富微血管，有的腎口開口於體腔，故可排除血液中和體腔內的代謝產物。腸外的黃色細胞可吸收代謝產物，後脫落體腔液中，再入腎口，由腎管排出。
神經係統
蚯蚓為典型的索式神經。中樞神經係統有位於第3體節背側的一對咽上神經書（腦）及位於第3和第4體節間腹側的咽下神經節，二者以圍咽神經相連。自咽下神經節伸向體後的一條腹神經索，於每節內有一神經節）。外圍神經係統有由咽上神經節前側發出的8一10對神經，分布到口前葉、口腔等處；咽下神經節分出神經至體前端幾個體節的體壁上。腹神經索的每個神經節均發出3對神經分布在體壁和各器官、由咽上神經節伸出神經至消化管稱為交感神經係統（sympatheticnervesystem）。
外周神經係統的每條神經都含有感覺纖維和運動纖維，有傳導和反應機能。感覺神經細胞，能將上皮接受的刺激傳遞到腹神經素的調節神經元（adjustorneuron），再將衝動傳導至運動神經細胞，經神經纖維連於肌肉等反應器，引起反應，這是簡單的反射弧。腹神經索中的3條巨纖維（giantfiber），貫穿全索，傳遞衝動的速度極快，故蚯蚓受到刺激反應迅速。
感覺器官不發達，作壁上的小突起為體表感覺乳突，有觸覺功能；口腔感覺器分布在口腔內，有味覺和嗅覺功能；光感受器廣布於體表，口前葉及體前幾節較多，腹麵無，可辨別光的強弱，有避強光趨弱光反應。
生殖係統
雌雄同體，生殖器官僅限於體前部少數體節內，結構複雜。
雌性生殖器官：有卵巢1對，很小，由許多極細的卵巢管組成，位第13體節前隔膜後側，卵漏鬥（oviductfunnel）一對，位第13體節後隔膜前側，後接短的輸卵管（oviduct）。兩輸卵管在第14體節腹側腹神經索下會合，開口於此腹中線，稱雌生殖孔。另有納精翼（seminalreceptacle）3對（P.differingens為4對，P.aspergillum和P.californica為2對），位第7、8、9體節內。納精囊由壇（ampullaa）、壇管和一盲管（diverticulum）構成。為儲存精子之處。納精囊孔開口子6/7、7/8、8/9體節之間腹麵兩側。