主要由棘皮动物体腔细胞组成。棘皮动物具有相对宽阔的体腔，免疫细胞主要分布于体腔的体腔液内。除此之外，在棘皮动物的血管、血窦、呼吸树、水管-血管系统和结缔组织中也存在有免疫细胞。棘皮动物免疫细胞可在体腔内自由移动，能通过吞噬异物、捕获、包裹等方式杀灭和清除外来物质，是参与棘皮动物的细胞免疫过程的执行者。

棘皮动物的体腔液中主要存在吞噬细胞（变形细胞）、桑葚细胞（球形细胞）、祖原细胞（淋巴样细胞）、血细胞、震颤细胞和晶体细胞六种类型的免疫细胞，其中前四类免疫细胞分别与低等脊椎动物的巨噬细胞、肥大细胞、淋巴细胞和有核红细胞的功能相似。但并非所有的棘皮动物体内都有这六种体腔细胞，例如仿刺参体腔细胞类型根据细胞形态和大小主要分为祖原细胞（淋巴样细胞）、桑葚细胞（球形细胞）、吞噬细胞（变形细胞）、纺锤细胞、晶体细胞和震颤细胞。海胆体腔细胞主要包括色素细胞、纤毛游走细胞、变形吞噬细胞和无色球形细胞四种类型。不同海星的体腔细胞类型也存在差异，红海盘车的体腔细胞分为无颗粒细胞、颗粒阿米巴细胞/吞噬细胞、淋巴样细胞、桑葚细胞和鞭毛细胞五种类型；罗氏海盘车体腔细胞分为大颗粒细胞（桑葚细胞）、小颗粒细胞、大透明细胞、小透明细胞、柳叶形细胞、兼性大细胞和杆状颤动体七种类型。

吞噬细胞根据形态分为Ⅰ型吞噬细胞、Ⅱ型吞噬细胞和小吞噬细胞三种类型。①Ⅰ型吞噬细胞。又称盘状细胞。呈丝状形，含有从细胞中心发出的放射状排列的肌动蛋白丝，参与凝血作用并在组织恢复中发挥作用。②Ⅱ型吞噬细胞。又称多边形细胞。其肌动蛋白丝沿着细胞膜排列，在形态上呈现不规则的多边形，在外环境下多边形细胞是可运动的，并通过吞噬外源物质参与细胞免疫。③小吞噬细胞。细胞质含量少，形态相较于Ⅰ型、Ⅱ型吞噬细胞也略小，其功能尚在研究中。

桑葚细胞主要分为两类，即红色桑葚细胞和无色桑葚细胞。红色桑葚细胞体积较无色桑葚细胞大，且分布相对密集，当机体组织有损伤或发生感染时，红色桑葚细胞可聚集，参与机体免疫反应。无色桑葚细胞体积较小，且均可以变形，但免疫功能尚不明确。

震颤细胞为球状，具有一根鞭毛，可在棘皮动物体腔液中运动，可通过凝血过程参与机体的免疫防御反应。