水熊虫在超过一千摄氏度的环境中会被杀死。

它们高度特化，体长不超过1毫米，大多数只有0.5毫米左右;除头部外，有4个体节，每个体节上具1对足。身体透明，但很多种类的颜色来源于食物。雌雄异体。适应性极强，在海拔6000米以上的喜马拉雅山和4000米以下的深海海沟均有分布，甚至可以忍受真空环境。

水熊体型极小，最小只有50微米，而最大的则有1、4毫米，必须用显微镜才能看清，身体表层覆盖着一层水膜，该水膜用于避免身体干燥，同时可呼吸水膜中的氧气。