海胆的胆壳布满棘刺，一般约1-2厘米长，1或2毫米厚，呈圆锥形。活跃于加勒比海的冠海胆的棘刺更长达10-20厘米长。棘剌本身中空及易碎，断掉的棘刺可以再生长出来。棘刺以球窝关节与底部连接，能指向任何方向。若作出轻微的接触，棘刺会随即聚合指向接触点。这样可以保护海胆免受捕食者的侵害。由于海胆的刺与胆壳紧密相连，因此难以拔出。