文昌鱼是脊鱼索动物门的头索动物亚门，也叫全索亚门。这类动物有纵贯全身的脊索，而且脊索延伸到神经管的前面，故称头索动物；又因文昌鱼没有真正的头和脑，另有无头类(Acrania)之称。它是既象鱼又象蠕虫的动物，但血统上跟鱼及蠕虫相差很远。
文昌鱼肉红色,晶莹、半透明状，两头尖尖,40～57毫米；美国产的加州文昌鱼可长达100毫米，以我国厦门及青岛所产的白氏文昌鱼最为著名。文昌鱼身体细长而侧扁像一把外科医生用的手术刀，到底那边是头，那边是尾，骤然一看很难分辨，所以西欧人叫它为两尖鱼，或称之谓“海矛”。文昌鱼前端有眼点，为视觉器，下为前庭及口口叫“口笠”。前庭周围有40条口须，在咽的两侧有垂直的鳃裂，文昌鱼在它胚胎时鳃裂只有8对，到了成体却增加到180对了。文昌鱼的鳃裂不直接通向体表面开孔，而被皮肤和肌肉包裹着，形成一对特殊的“围鳃腔”。文昌鱼的后端有尾鳍及肛前鳍，背部有一条背褶(即背鳍)它那些鳍只是一层皮膜物，根本没有真正的骨质鳍条；腹面还有一对皮褶，叫做“腹褶”。身体两侧交替长着65个透明的肌节，这肌节是V字形。V字的尖端部分朝着前方，这对在水中的向前运动有利。
文昌鱼共有12种。分布在地球热带、亚热带的8～16米的浅水海域中，特别在北纬48°至南纬40°之间的环形地区内较多，我国厦门、青岛和烟台沿海处也很多。其他象地中海、马来西亚、日本、北美洲海洋边岸都有出产，但产量并不多,故视为珍品。我国在尚未发现有文昌鱼前,为了教学上的需要，以极高昂的价格向国外高价购买文昌鱼，因此而丧失外汇不少。
文昌鱼是适合在温暖海中的动物。它半截下身埋在沙中，仅以前端露出沙外，白天半截身体躲在沙砾之中，在阳光之下，摇摇摆摆，依赖水流带来浮游生物及硅、藻植物供它吃食，这种被动式的摄食方式，说明它的低级性，也是说明进化中低于脊椎动物；到了晚间才是它活跃的时刻，这时它离开沙窝,如同离了弦的羽箭弹射到水面活动，一旦遇到惊扰，又游回沙滩窝内。文昌鱼游泳时以螺旋形方式前进。摄人的食物进入直形的肠管内消化吸收；文昌并无专门的呼吸器官，海水流经鳃裂时气体进行交换，氧气吸人，血液中的CO2最后由围鳃腔经腹孔排出体外，有相当一部分氧气是通皮肤表面的淋巴窦直接由水中吸人血液的；文昌鱼的血液中因无血细胞，故无颜色，文昌鱼的中枢神经是一条纵行的神经管，位于脊索的背面，但稍短于脊索；文昌鱼一年产卵3～4次，产卵时间在6～7月，体外授精，受精卵细胞分裂，很快地成为被有纤毛的幼体，沉人海底，发生变态，发育为成体，有时，在某些特殊情况，幼体被卷入深海，变为深海的居住者，由于一些至今还不清楚的原因，使幼体一直延续到三年都在那里。它身体不断地增长、很快地成为大型的幼体，甚至在变态为成体之前，它的生殖腺早巳开始发育了。它长满到11个月即开始成熟，但在外形上雌、雄性并无明显区别，只是在生殖腺的颜色不同上略可分辨；精巢呈乳白色，卵巢呈柠檬色。成熟了的精巢中排出精子，卵巢中排出卵子，它们从围鳃腔中流出体外，在海水中受精。
在我国厦门的刘五店鳄鱼岛附近曾流传着一个传说；古代，文昌皇帝骑着鳄鱼过海时，在鳄鱼口里掉下许多小蛆，当这批小蛆落海之后，竞变成了许多象鱼样的动物，为纪念文昌帝君的缘故取名为“文昌鱼”。嗣后这些动物在那海域繁衍昌盛，当地渔民也以捕文昌鱼为生了。此传说固不可信，但也显示人民对祖国特产的崇爱和纯朴的想象力。
文昌鱼虽然是不起眼的小动物，但它是从低级无脊椎动物进化到高等脊椎动物的中间过渡的动物，也是脊椎动物祖先的模型。文昌鱼的摄食、排泄等机能都象无脊椎动物的形式，但血管系统、呼吸系统、神经系统和胚胎发生过程都有了脊椎动物的模样；而且在生物化学上均可见到它具有脊椎动物所有的磷酸肌酸物质，但却不具备脊椎动物所有的血红蛋白和铁的化合物，文昌鱼含有一种特殊的钒的元素。所以，无论从形态、生理、生化和发生方面看都说明它是无脊椎动物进化到脊椎动物的过渡类型动物和见证。因为文昌鱼没有脊椎骨，因此不容易留下化石的遗迹，但以上所述足以说明文昌鱼是活的见证物了。因此无论从教学上、科研上都是十分需要的材料；此外它也是营养丰富的美味佳看。
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