A anatomia interna das anêmonas-do-mar é muito simples: são pequenos sacos, presos ao substrato marinho por um pé adesivo, com uma coluna levando a um disco oral, mostrando a forma de pólipos. A boca é no centro do disco, contornado por tentáculos armados com muitos cnidoblastos, que são células de defesa e também um meio de capturar presas. Cnidoblastos contém cnidae que dão nome ao filo e são uma espécie de "chicotes" também chamados nematocistos, que contêm uma pequena vesícula cheia de toxinas e um sensor; quando o sensor é tocado, ativa o "chicote" que crava na presa e injeta o veneno.O veneno é uma mistura de toxinas, incluindo neurotoxinas, que servem para paralisar a presa. O veneno é altamente tóxico para peixes e crustáceos, que são a presa natural das anémonas-do-mar. No entanto, o peixe-palhaço é imune ao veneno.Têm uma cavidade gastrovascular que funciona como um estômago, com apenas um buraco que serve de boca e de ânus, alimentos não digeridos e os resíduos são expelidos pela boca/ânus. Anémonas têm tamanhos variados: vão de 1 cm a 2 m de diâmetro e podem ter de 10 a centenas de tentáculos.
Os sexos das anêmonas são separados e, tanto a reprodução sexuada como a assexuada ocorrem. Na reprodução sexuada o macho solta o esperma que estimula a fêmea a soltar os óvulos e ocorre a fertilização (os óvulos e o esperma são soltados pela boca/ânus). Depois da fertilização, o zigoto se torna uma plânula que, depois de um tempo, assenta num lugar e forma uma anêmona.Também há reprodução assexuada: por fissão binária, quando a anêmona se divide em dois; por laceração, quando parte do disco de base se separa em pedaços e cria novas anêmonas e também por gemulação, quando uma nova anêmona cresce da outra.Poucas anêmonas são parasitas de outros organismos.Anêmonas tendem a ficar no mesmo lugar a vida inteira, a menos que o lugar fique muito difícil de se morar (seca prolongada) ou um predador está a atacando. No caso de ataque elas podem se soltar do substrato e nadar para outros lugares.
Protocooperação entre a anêmona-do-mar e o peixe-palhaço
O peixe-palhaço produz um muco protetor que impede que as “células urticantes”, os nematocistos, penetrem; ao se esfregar lentamente nos tentáculos de uma anêmona, o muco desta passa a combinar-se com o seu; assim a anêmona não o reconhece como uma presa e o peixe se protege de seus predadores.
