Les nudibranches forment un groupe de « limaces de mer », c’est-à-dire de gastéropodes marins dépourvus de coquille.Sur le dos, l’animal peut porter soit un panache branchial, soit des excroissances tégumentaires, les papilles ou cérates (aéolidiens), qui servent de branchies et dans lesquelles se trouvent les prolongements de la glande digestive.
Les nudibranches sont pourvus d’yeux minuscules et rudimentaires, situés à la base des rhinophores, inclus dans l’épiderme (alors que ceux de nombreux autres gastéropodes sont pédonculés et parfois complexes). Leur vision semble principalement limitée à la distinction entre le jour et la nuit, ou entre l’ombre et la lumière.
Les principaux organes sensoriels des nudibranches sont leurs rhinopores qui détectent les particules chimiques présentes dans l’eau, notamment la nourriture, les phéromones d’un éventuel partenaire sexuel, ou la présence de certaines menaces. Ils peuvent être lisses, mais le plus souvent annelés, lamellés ou enflés, ce qui permet de maximiser la surface d’échange et donc le nombre de récepteurs en contact avec l’eau.
La majorité des nudibranches sont carnivores et se nourrissent en râpant la nourriture située sous eux au moyen de mâchoires parfois très puissantes et de leur radula, lamelle carilagineuse sur laquelle se trouvent des «dents», de nombre et de formes très variables.
Les nudibranches sont hermaphrodites, ils sont porteurs d’un système génital mâle et d’un système génital femelle, mais ne peuvent pas s’autoféconder. Lors de la reproduction, les deux individus mettent donc en contact leur organe génital pour se transmettre mutuellement des gamètes mâles, en vue de féconder leurs gamètes femelles situés dans une poche particulière, dans un échange parfaitement symétrique.