Les annélides polychètes (du grec poly, plusieurs et chaete, soie ou long poil) se subdivisent en deux ensembles, les "errantes", carnassières et capables de se déplacer aisément grâce à leurs parapodes, sortes de pieds, et les "sédentaires", peu ou pas mobiles qui vivent dans un tube muqueux, corné, agglutiné ou calcaire et qui se nourrissent de proies microscopiques. Seules les annélides polychètes errantes peuvent inclure des espèces planctoniques.

Le corps des annélides polychètes est formé de trois parties : une tête antérieure, portant des organes sensoriels pairs, yeux, palpes, antennes, cirres, organes "gustatifs", et une bouche ventrale ; un corps allongé, formé d'une succession d'anneaux portant en général des parapodes ; un segment terminal porte l'anus et un ou plusieurs cirres anaux.
Les parapodes sont des sortes de "pieds" caractéristiques des annélides polychètes. Ils sont généralement composés de deux rames, l'une dorsale, l'autre ventrale. Chaque rame comporte un lobe parapodial soutenu par des soies raides, simples ou composées, lisses ou épineuses et des expansions foliacées ou digitées servant à la locomotion.

Le tube digestif des annélides polychètes errantes est souvent visible en transparence. A la bouche, fait suite un pharynx qui peut s'étendre vers l'avant. C'est une sorte de trompe volumineuse, garnie de mâchoires et de denticules cornés. Le tube digestif comprend ensuite une succession de poches plus ou moins développées, un jabot, un gésier broyeur et un estomac auxquels fait suite un intestin terminé par un anus dorsal.
La respiration se réalise à travers la paroi du corps, en particulier au niveau des parapodes richement irrigués. Le système circulatoire comprend deux gros vaisseaux, l'un dorsal, coloré en rouge-violacé et visible dans l'axe du tube digestif, l'autre ventral, reliés entre eux par des vaisseaux circulaires.
De puissants muscles longitudinaux, circulaires et obliques permettent les contractions du corps et les mouvements de rames des parapodes.
Les sexes sont séparés. Les individus sexuellement mûrs, quittent leur habitat benthique à une période de l'année définie par la température de l'eau et le cycle lunaire. Ils remontent vers la surface de la mer où ils émettent massivement leurs produits sexuels avant de redescendre vers le fond ou de mourir. La fécondation est externe et a lieu directement dans l'eau.

Trois familles d'annélides polychètes errantes vivent exclusivement dans le plancton. Les plus fréquentes à Villefranche sont les alciopidés et les tomoptéridés.