脊索動物門的1亞門，因具有縱貫體軀一直達到前端的脊索而得名；它們的頭都無明顯分化，與體軀不能截然分開，故又名無頭類，通稱文昌魚、矛形魚。頭索動物終生具有三個主要特徵：即有縱貫背部，起支撐作用的脊索，有背神經管，和咽部兩側有許多鰓裂。這些基本特徵在高等脊索動物中隻存在於胚胎或幼蟲期，在成體一般消失，或分化為更高級的器官。
頭索動物均為海產，廣泛分佈於各大洋低、中緯度海域大洋的近岸淺水區。它們對底質要求比較嚴格，通常僅局限在在“文昌魚砂”這一沉積環境中，即有機質含量低的純凈粗砂和中砂中大量出現。生活時身體埋入砂中，僅前端外露，用以進行呼吸和濾食水體中的矽藻。
這類動物種類很少，僅有二科，文昌魚科(Branchio-stomidae)，其生殖腺左右對稱排列於腹部兩側。偏文昌魚科(Asymmetronidae)，生殖腺不對稱，隻見於腹部的右側。中國近海已發現2科2屬3種，即廈門文昌魚廣泛分佈於渤、黃、東、南海的淺水區，偏文昌魚產於南海和北部灣，蘆卡偏文昌魚發現於臺灣南端的南灣水域。
中國沿海常見的廈門文昌魚（見圖）體型細長，兩端尖，外形似魚，身體側扁，半透明。一般體長為50毫米左右。其背面沿中線全長有一皮膚折疊，形成背鰭，與身體末端的尾鰭相接，左腹面尾鰭同其前方的臀前鰭相連。在臀前鰭同其前面由皮膚形成的下垂的腹褶交界處有一腹孔。
口位於前端腹面，環以觸須，口後的咽較長，占消化道的1／2，腸為一直管，開口於尾鰭腹面左側的肛門。
咽的兩側具有為數眾多的鰓裂，水流進入口腔，經鰓裂達到圍鰓腔，通過腹孔排出體外。在水的流動過程中，動物進行呼吸和攝食。
循環系統為閉管式，但心臟還沒有形成，僅具有能夠搏動的腹大動脈。
背神經管的前部稍微膨大，此膨大處為腦室，可稱為腦，其他部分可認為是脊髓，因此可以看出文昌魚的神經管開始有瞭腦與脊髓的分化，但兩者尚無明顯的區別。
排泄系統包括一組約90對腎管，位於咽壁背方兩側，其結構與脊椎動物胚胎期的原腎很近似。
皮膚由單層細胞的表皮和真皮構成，其下的肌肉明顯分節，稱為肌節，肌節V字形，其尖端向前，是分類的主要依據。肌節數目習慣上分三個體區段計算表示，如廈門文昌魚肌節數為38+17+10，即前區（腹孔之前）38，中區（腹孔-肛門）17，後區（肛門以後）10。
廈門文昌魚雌雄異體，沿身體兩側排列有26對生殖腺，卵子和精子排出體外在海水中受精發育。其生殖季節在青島水域是7月上旬。受精卵經過3個月左右的發育始能完成，一年後性腺即可成熟。
廈門文昌魚廣泛分佈於中國近海，數量較大，以往在廈門年產35噸，在青島最高棲息密度達1710個/米2，其數量之大，遠遠超過世界上其他種。
文昌魚由於其形態結構和胚胎發育在動物學基本理論方面能夠提供許多有價值的材料，在某些方面它既似脊椎動物，如脊索、神經管和鰓裂，而又有無脊椎動物的一些結構特點，例如腎臟和生殖腺等。因此對它的研究，無論在動物分類學和動物進化上都有重要的意義。