Gewervelde dieren en ongewervelde dieren zijn allemaal dieren. De term vertebrate is echter veel specifieker en beschrijft alle dieren binnen het sub-phylum (een niveau van het biologische classificatiesysteem, dat organismen verdeelt op basis van gemeenschappelijke kenmerken) Vertebrata, dan ongewervelden die naar alle andere dieren verwijst.
Vertebraten omvatten diergroepen zoals zoogdieren, vogels, reptielen, amfibieën, haaien en beenvissen, terwijl ongewervelde dieren veel andere diersoorten omvatten, zoals insecten, weekdieren, spinnen, wormen, kwallen en kreeftachtigen..
Zoals te verwachten valt door een specifiek sub-phylum te vergelijken met alle andere dieren, zijn er veel meer ongewervelde dieren dan gewervelde dieren. Er wordt geschat dat er ongeveer 1.300.000 ongewervelde soorten zijn, met nog veel meer onontdekte; de meerderheid van die insecten. Dit wordt vergeleken met ongeveer 65.000 gewervelde soorten waarvan ongeveer 5000 zoogdieren zijn1.
Het bepalende kenmerk van gewervelde dieren is de aanwezigheid van een gesegmenteerde, mobiele wervelkolom. Bij de mens is dit te zien met de individuele wervels die aan elkaar zijn verbonden om de ruggengraat te maken. Invertebraten missen deze structuur hoewel ze structuren kunnen hebben die een soortgelijk uiterlijk vertonen.
Een ander belangrijk kenmerk van gewervelde dieren is de aanwezigheid van kieuwen. Bij lagere vertebraten worden deze tijdens de ontwikkeling gehandhaafd en zijn ze volledig functioneel. Bij hogere gewervelden ontstaan de kieuwen tijdens de ontwikkeling, maar overgangen naar andere structuren zoals de kaken of botten van het oor.
De meeste gewervelde dieren vertonen ook twee sets gekoppelde aanhangsels, hoewel deze rudimentair kunnen worden en verdwijnen als bij slangen, maar dit is geen vereiste voor gewervelde dieren,
Een belangrijk verschil tussen gewervelde dieren en ongewervelde dieren is de symmetrie die hun lichaam vertoont. Alle gewervelde dieren zijn bilateraal symmetrisch, wat betekent dat ze links en rechts een uiterlijk met een gespiegelde uiterlijk vertonen, maar inwendige organen zijn niet noodzakelijkerwijs symmetrisch.
Ongewervelden kunnen radiaal worden weergegeven, het organisme heeft alleen een duidelijke bovenkant en onderkant, geen links of rechts, bolvormig, het organisme vertoont geen afzonderlijke boven- of onderkant, of links en rechts, en bilaterale symmetrie. In sommige gevallen, zoals zeesponzen of naaktslakken, kunnen ze zelfs asymmetrie vertonen.
Een ander opmerkelijk verschil tussen gewervelde dieren en ongewervelde dieren is de gemiddelde grootte. Hoewel er enkele grote ongewervelde dieren zijn, zoals reuzenkwallen, zijn de meeste klein, veel kleiner dan gewervelde dieren. De wervelkolom van gewervelde dieren is essentieel om te veel grotere maten te laten groeien. Het interne skelet op basis van de wervelkolom stelde gewervelde dieren in staat om grote, complexe lichamen te ontwikkelen met de bijbehorende gespecialiseerde systemen die nodig zijn om ze te ondersteunen, zoals de luchtweg- of spijsverteringssystemen. Ter vergelijking: ongewervelden zullen beperkt zijn, eenvoudige ongewervelden zullen niet in staat zijn om groot te groeien, omdat ze de systemen missen die nodig zijn om een grote lichaamsgrootte te ondersteunen. Sommige ongewervelden hebben alternatieve systemen ontwikkeld waardoor ze groter kunnen worden maar nog steeds beperkt in vergelijking met gewervelde dieren.
Insecten en kreeftachtigen hebben een exoskelet (extern) ontwikkeld waarin complexe systemen kunnen worden beschermd en de systemen die moeten worden verplaatst, kunnen worden bevestigd. Exoskeletten laten echter alleen groei toe tot een bepaald punt waarboven systemen die nodig zijn om het organisme te bewegen, te groot worden om in het exoskelet te passen. Bij gewervelde dieren met hun interne skelet kunnen spieren, botten en lichamen zich ontwikkelen tot een veel grotere omvang.