Sao biển lấy oxy và thải khí cacbonic qua chân ống, lớp da mỏng và một lỗ nằm trên cơ thể chúng, đồng thời lưu thông khí khắp cơ thể bằng hệ thống mạch nước. Hệ thống hô hấp của chúng rất thô sơ và đôi khi không tồn tại.
Sao biển dựa vào sự thẩm thấu, quá trình các hạt di chuyển qua màng, để thu thập oxy từ nước xung quanh và xua tan carbon dioxide. Lỗ trên thân của chúng được gọi là madreporite. Nước được thu thập thông qua madreporit và lấp đầy một khoang ở trung tâm cơ thể của sao biển được gọi là coelom. Lớp vỏ được giao với nhau bởi một số kênh cơ thể chạy từ trung tâm của sao biển đến các đầu của mỗi cánh tay. Những con kênh này chứa đầy nước từ coelom. Các chân ống nối với các kênh này cũng chứa đầy nước. Sau đó, carbon dioxide chảy qua lớp da mỏng ở chân và thân ống của sao biển vào vùng nước xung quanh trong khi oxy đi qua màng da và vào cơ thể của sao biển. Hệ thống mạch nước, mạng lưới các kênh chứa đầy nước giao nhau giữa cơ thể của sao biển, sau đó vận chuyển oxy đi khắp sao biển. Hệ thống mạch nước làm điều tương tự với các chất dinh dưỡng từ bữa ăn của sao biển và do đó hoạt động như hệ thống hô hấp, tuần hoàn và tiêu hóa của sao biển.
