On connaît près de 120 000 espèces de mollusques. Les groupes principaux sont les gastéropodes, les bivalves (ou lamellibranches), les céphalopodes et les polyplacophores, mais il existe plusieurs autres groupes, comme les monoplacophores à coquille conique, les scaphopodes à coquille tubulaire ou encore les solénogastres, sans coquille et en forme de vers.

Les bivalves sont des mollusques aquatiques, pour la plupart marins, dont la coquille est faite de deux valves articulées par une charnière. Certains, comme les moules, vivent fixés par un filament de protéines qu'ils sécrètent : le byssus. D'autres, comme les coques, s'enfouissent en ancrant dans le sable leur pied musculeux. La plupart des bivalves se nourrissent de particules microscopiques (plancton notamm.) qu'ils filtrent par leurs branchies.

Les gastéropodes portent pour la plupart une coquille, le plus souvent spiralée, mais les limaces n'en ont pas du tout. Les gastéropodes sont les seuls mollusques à présenter des formes terrestres (escargots, limaces), dotées d'un poumon ; elles sont herbivores. Les formes marines vivent soit sur le fond, fixées ou libres, soit en pleine eau. Elles sont microphages, prédatrices ou nécrophages ; certaines sont des parasites.

Les céphalopodes sont dépourvus de coquille externe. Ils possèdent des tentacules, munis ou non de ventouses, qui entourent la bouche et leur servent à capturer leurs proies. Ils se déplacent par propulsion, en rejetant de l'eau par un entonnoir musculeux (siphon). Ce sont des carnivores qui consomment crustacés et poissons. Le système nerveux des céphalopodes est le plus complexe et le plus efficace parmi tous les invertébrés. Il est concentré dans un cerveau enfermé dans une boîte cartilagineuse (une sorte de crâne). Leurs yeux, complexes et performants, rappellent ceux des vertébrés. Ils ont des facultés étonnantes. Les pieuvres, notamm., sont capables d'apprentissage.

Les polyplacophores (chitons), moins connus, ont une coquille formée de huit plaques articulées. Ils rampent sur les fonds marins grâce à leur pied, et se nourrissent notamm. d'algues et de bryozoaires.