Todos los vertebrados tienen un plan corporal básico similar y en algún momento de sus vidas (principalmente en la etapa embrionaria) comparten las principales características de los cordados; una barra de refuerzo, la notocorda; un tubo hueco dorsal de material nervioso, el tubo neural; arcos faríngeos; y una cola posterior al ano. La médula espinal está protegida por la columna vertebral y se encuentra por encima de la notocorda y el tracto gastrointestinal por debajo de ella. El tejido nervioso se deriva del ectodermo, el tejido conectivo se deriva del mesodermo y el intestino se deriva del endodermo. En el extremo posterior hay una cola que continúa la médula espinal y las vértebras, pero no el intestino. La boca se encuentra en el extremo anterior del animal y el ano en la base de la cola. La característica definitoria de un vertebrado es la columna vertebral, formada en el desarrollo de la serie segmentada de vértebras. En la mayoría de los vertebrados, la notocorda se convierte en el núcleo pulposo de los discos intervertebrales. Sin embargo, algunos vertebrados, como el esturión y el celacanto, conservan la notocorda hasta la edad adulta. Los vertebrados con mandíbulas se caracterizan por pares de apéndices, aletas o patas, que pueden perderse secundariamente. Las extremidades de los vertebrados se consideran homólogas porque la misma estructura esquelética subyacente fue heredada de su último ancestro común. Este es uno de los argumentos esgrimidos por Charles Darwin para sustentar su teoría de la evolución.