Los ciempiés tienen el cuerpo aplanado y segmentado, antenas largas y muchas patas (cada pata es ligeramente más larga que la de delante). Los ciempiés tienen de 15 a unos 177 segmentos (pero la mayoría tiene unos 15).

Cada segmento del cuerpo tiene un par de patas articuladas. Cuando se corta una pata, ésta se regenera (vuelve a crecer). El cuerpo está dividido en dos partes, la cabeza y un tronco segmentado. Los ciempiés respiran a través de espiráculos, unos orificios situados a lo largo del cuerpo.

La cabeza de los ciempiés es bastante plana y está cubierta por un escudo redondo u ovalado. Lleva un par de antenas prominentes, que son los principales órganos sensoriales del animal y le permiten oler y tantear el terreno. Muchas de las especies son bastante ciegas, pero algunas llevan varios ojos simples en la parte delantera del escudo de la cabeza. Aun así, salvo algunas excepciones notables, su vista es muy pobre.

En la parte inferior de la cabeza lleva un par de mandíbulas robustas y dos pares de mandíbulas accesorias o maxilares, que sujetan el alimento mientras lo mastica.

A los lados de la cabeza se curvan un par de robustas garras venenosas con las que el ciempiés atrapa y mata a su presa. El veneno producido por estas garras es muy fuerte y algunos de los grandes ciempiés tropicales pueden provocar al hombre una mordedura muy dolorosa y a veces peligrosa. Nuestras especies británicas, sin embargo, son bastante inofensivas, porque todas son pequeñas y rara vez pueden perforar la piel.

Los ciempiés, como todos los artrópodos, carecen de esqueleto interno, pero están recubiertos de un exoesqueleto duro formado por cutícula, que protege los órganos internos blandos y sirve de punto de unión para los músculos de los ciempiés. La mayor parte de la cutícula está formada por quitina, la misma sustancia que se encuentra en el caparazón de los cangrejos.

La mayoría de las especies de ciempiés sólo tienen una garra en la punta del pie y corren y caminan de puntillas. El ciempiés doméstico tiene un pie alargado y aplanado, lo que le permite correr más rápido que la mayoría de las especies.