天鵝絨蟲，學名櫛蠶，屬於一個距今已有超過5億年歷史的物種進化支。在加拿大寒武紀布爾吉斯頁巖(5.05億年)，以及中國雲南澄江的寒武紀(5.2億年)巖層中發現的化石表明，它們是遠古時期的倖存者，是一種活化石。現在科學家們認為，天鵝絨蟲是節肢動物和緩步動物的近親。
天鵝絨蟲沒有類似節肢動物那樣的硬骨骼。相反，它們充滿液體的身體被包裹在一層薄薄的皮膚之下，由體內的液體壓強保持身體的壓力平衡。當需要移動時，它們會通過蠕動身體，節奏性的拉伸或壓縮來調節足部的液壓實現。
天鵝絨蟲的整個身體被一層細微的乳頭狀突起覆蓋，其上長有細毛，對觸碰和氣味敏感。這種突起密集疊加，讓整條蟲看上去就像覆蓋了一層細細的天鵝絨，同時也讓它的皮膚具有防水功能。
天鵝絨蟲的足部被認為是呈圓錐形且粗短的。取決於不同的種類，一條天鵝絨蟲會擁有13~14對足。它們的腿部是空的，裡面填滿液體，並且沒有任何關節存在。
天鵝絨蟲的每隻腳上都長有彎曲的爪子。當它們在不平整的地面爬行時就會用到爪子，而在光滑地面上行進時，它們就會收起爪子，轉而藉助腳底的足墊前行。
和其他昆蟲一樣，天鵝絨蟲通過氣孔進行呼吸。也和其他昆蟲一樣，天鵝絨蟲無法關閉這些孔洞以減少水分的散失，因此它們一旦脫水就很容易死亡。由於這一原因，天鵝絨蟲很大一部分時間都躲在陰暗潮溼的地方，如土壤，石塊下方，以及腐爛的木頭裡，並且在夜間和雨天才最為活躍。
天鵝絨蟲夜間伏獵，捕食對象是其他的無脊椎小生物。它們從頭部兩側腺體中噴射一種可以快速凝結的粘液。一旦困住獵物，天鵝絨蟲就會上前向其體內注射一種毒液，能使對方內臟完全液化，然後便可吸食，但產生這種粘液消耗很高，因此天鵝絨蟲常會吃掉多餘的凝固粘液，以便「節約」。
天鵝絨蟲有很多種，其中一種名為「Euperipatoides rowelli」的具有嚴格的社會等級制度，它們群居，其成員數量可以達到15條，由一條佔據統治地位的雌蟲掌控。整個族群共同狩獵，而享用獵物時總是「女王」率先進食，隨後是其他雌蟲，再然後是雄蟲，最後才輪到幼年的成員。
還有一種名為「Epiperipatus imthurni」的天鵝絨蟲，似乎採用單性生殖，科學家們還從未觀察到過這一種類的雄蟲。其他種類都是有性生殖，有些雄蟲直接將精囊放置在雌性生殖器開口上，一些會使用頭上一種特殊結構，還有一些則有尖刺或其他類似器官來傳遞精液。
雌性天鵝絨蟲可以在其體內保存雄性的精液長達數月，並用於為卵子授精。某些種類的天鵝絨蟲懷孕期可以長達15個月。絕大部分種類的天鵝絨蟲會直接產下幼蟲，但也有很少一部分種類是產卵的。生下的天鵝絨蟲幼蟲已經發育完全，看上去與成蟲無異，只是體型稍小。