สัตว์ขาปล้องมีเปลือก แข็งที่ยืดหยุ่นได้ดี เรียก ว่า คิวติเคิลหรือโครงกระดูกภายนอกที่ทำจากไคตินโดยทั่วไปแล้ว โครงกระดูกภายนอกจะมีบริเวณที่หนาขึ้น ซึ่งไคตินจะได้รับการเสริมความแข็งแรงหรือทำให้แข็งตัวด้วยวัสดุต่างๆ เช่น แร่ธาตุหรือโปรตีนที่แข็งตัวแล้ว กระบวนการนี้เกิดขึ้นในส่วนต่างๆ ของร่างกายที่ต้องการความแข็งหรือความยืดหยุ่น โดยทั่วไปแล้ว ผลึกแร่ธาตุ โดยส่วนใหญ่คือแคลเซียมคาร์บอเนตจะถูกสะสมอยู่ระหว่างโมเลกุลของไคตินและโปรตีนในกระบวนการที่เรียกว่าการสร้างแร่ชีวภาพผลึกและเส้นใยจะแทรกซึมและเสริมความแข็งแรงซึ่งกันและกัน แร่ธาตุจะให้ความแข็งและความต้านทานต่อการบีบอัด ในขณะที่ไคตินจะให้ความแข็งแรงต่อแรงดึง การสร้างแร่ชีวภาพเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในสัตว์จำพวกกุ้งและปู ในแมลงและแมงมุมวัสดุเสริมความแข็งแรงหลักคือโปรตีนต่างๆ ที่แข็งตัวโดยการเชื่อมต่อเส้นใยในกระบวนการที่เรียกว่าการสร้างสเคลอโรไทเซชันและโปรตีนที่แข็งตัวแล้วเรียกว่า สเคลอโรติน ส่วน หลังของลำตัว (dorsal tergum) , ส่วนท้อง (ventral sternum ) และส่วนข้างของลำตัว (lateral pleura)ประกอบกันเป็นแผ่นแข็งหรือสเคลอไรต์ (sclerites)ของปล้องลำตัวทั่วไป

ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับกระดองของเต่าหรือกะโหลกของสัตว์มีกระดูกสันหลัง โครงกระดูกภายนอกแทบไม่มีความสามารถในการเจริญเติบโตหรือเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้เลยเมื่อโตเต็มที่แล้ว ยกเว้นในกรณีพิเศษ เมื่อใดก็ตามที่สัตว์ต้องการเจริญเติบโต มันจะลอกคราบโดยสลัดผิวหนังเก่าทิ้งหลังจากที่สร้างผิวหนังใหม่ขึ้นมาจากด้านล่าง

โครงกระดูกภายนอกของสัตว์ขาปล้องโดยทั่วไปเป็นโครงสร้างหลายชั้นที่มีสี่ส่วนที่ทำหน้าที่ ได้แก่ เอพิคิวติเคิล โปรคิวติเคิลเอพิเดอร์มิสและเยื่อฐาน [ ^{1 ] ใน} จำนวนนี้ เอพิคิวติเคิลเป็นเกราะป้องกันภายนอกหลายชั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสัตว์ขาปล้องบนบก ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการแห้งความแข็งแรงของโครงกระดูกภายนอกมาจากโปรคิวติเคิลที่อยู่ด้านล่าง ซึ่งถูกหลั่งโดยเซลล์เยื่อบุผิวในเอพิเดอร์มิส^{[ 2 ]}ซึ่งเริ่มต้นจากชั้นไคตินที่เหนียวและยืดหยุ่นคิวติเคิ ลของ สัตว์ขาปล้องเป็นวัสดุผสม ทางชีวภาพ ประกอบด้วยสองส่วนหลัก ได้แก่ โซ่เส้นใยของอัลฟาไคตินภายในเมทริกซ์ของโปรตีนคล้ายไหมและโปรตีนทรงกลม ซึ่งโปรตีนที่รู้จักกันดีที่สุดคือโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายยางที่เรียกว่าเรซิลินความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของส่วนประกอบหลักสองส่วนนี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ประมาณ 50/50 ถึง 80/20 ของโปรตีนไคติน โดยส่วนที่อ่อนนุ่มของโครงกระดูกภายนอกจะมีสัดส่วนของไคตินสูงกว่า^{[ 3 ]}

คิวติเคิลจะอ่อนนุ่มเมื่อถูกสร้างขึ้นครั้งแรก แต่จะแข็งตัวขึ้นในไม่ช้าตามความจำเป็นในกระบวนการ สเคล อโรไทเซชันกระบวนการนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ แต่เกี่ยวข้องกับรูปแบบการฟอกหนังที่ สารเคมี ฟีนอลเชื่อมโยงโมเลกุลโปรตีนหรือยึดโมเลกุลเหล่านั้นเข้ากับโมเลกุลโดยรอบ เช่น ไคติน ส่วนหนึ่งของผลคือการทำให้วัสดุที่ผ่านการฟอกหนังมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำการเปลี่ยนแปลงประเภทของการโต้ตอบระหว่างโปรตีนและไคติน ทำให้กระบวนการเผาผลาญของแมลงสร้างบริเวณโครงกระดูกภายนอกที่แตกต่างกันในพฤติกรรมเมื่อเปียกและแห้ง สี และคุณสมบัติทางกล^{[ 4 ]}

โปรคิวติเคิลที่เป็นไคตินประกอบด้วยเอ็กโซคิวติเคิล ชั้นนอก และเอนโดคิวติ เคิลชั้นใน และระหว่างเอ็กโซคิวติเคิลและเอนโดคิวติเคิลอาจมีอีกชั้นหนึ่งที่เรียกว่าเมโซคิวติเคิลซึ่งมีคุณสมบัติในการย้อมสีที่โดดเด่น^{[ 5 ]}เอนโดคิวติเคิลที่เหนียวและยืดหยุ่นเป็นโครงสร้างแบบลามิเนตของชั้นไคตินเส้นใยและโมเลกุลโปรตีนที่สานกัน ในขณะที่เอ็กโซคิวติเคิลเป็นชั้นที่เกิดการหนาตัว การหุ้มเกราะ และการสร้างแร่ชีวภาพที่สำคัญ การสร้างแร่ชีวภาพด้วยแคลไซต์พบได้ทั่วไปในครัสเตเชียในขณะที่ การสร้างสเคล อโรไทเซชันมักเกิดขึ้นในแมลง^{[ 6 ]}เอ็กโซคิวติเคิลลดลงอย่างมากในแมลงที่มีลำตัวอ่อนนุ่มหลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ระยะ ตัวอ่อนเช่นหนอนผีเสื้อและตัวอ่อนของ แมลง ปรสิต ในอันดับไฮเม โนปเทอรา

นอกจากส่วนประกอบไคติน-โปรตีนของคิวติเคิลแล้ว สัตว์จำพวกครัสเตเชียนหลายชนิดสัตว์จำพวกไมริอาพอดบางชนิดและไทรโลไบต์ ที่สูญพันธุ์ไป แล้ว ยังทำให้คิวติเคิลซึมซับเกลือแร่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแคลเซียมคาร์บอเนต^{[ 7 ]}ซึ่งสามารถประกอบเป็นคิวติเคิลได้มากถึง 40% ^{[ 8 ]}ผลิตภัณฑ์เกราะนี้มักมีความแข็งแรงเชิงกลสูง^{[ 9 ]}

ชั้นคิวติเคิลทั้งสองชั้นมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ชั้นนอกเป็นบริเวณที่มีการหนาตัว การสร้างแร่ชีวภาพ และการแข็งตัวเกิดขึ้นมากที่สุด และวัสดุของมันมักจะแข็งแรงภายใต้แรง กด แต่จะอ่อนแอกว่าภายใต้แรงดึง^{[ 10 ]}เมื่อบริเวณที่แข็งแรงเกิดการแตกหักภายใต้แรงกด มันจะแตกหักโดยการร้าว^{[ 10 ]} ชั้นในไม่แข็งตัวมากนัก จึงนุ่มกว่าแต่เหนียวกว่า ต้านทานแรงดึงได้ แต่มีแนวโน้มที่จะแตกหักภายใต้แรงกด^{[ 10 ]}

การผสมผสานนี้มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการต้านทานการล่า เนื่องจากผู้ล่ามักจะออกแรงกดที่ชั้นนอกและออกแรงดึงที่ชั้นใน^{[ 10 ]}

ระดับการแข็งตัวหรือการเกิดแร่ธาตุของคิวติเคิลเป็นตัวกำหนดว่าคิวติเคิลจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง อย่างไร การเปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือขนาดของคิวติเคิลที่ต่ำกว่าระดับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างที่กำหนดจะเป็นแบบยืดหยุ่น และรูปร่างเดิมจะกลับคืนมาหลังจากที่แรงกดถูกกำจัดออกไป เมื่อเกินระดับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างนั้น การเปลี่ยนแปลงรูปร่างแบบพลาสติกที่ไม่สามารถย้อนกลับได้จะเกิดขึ้น จนกระทั่งในที่สุดคิวติเคิลจะแตกหรือแยกออก โดยทั่วไปแล้ว คิวติเคิลที่แข็งตัวน้อยกว่าจะยิ่งต้องการการเปลี่ยนแปลงรูปร่างที่มากขึ้นเพื่อทำให้คิวติเคิลเสียหายอย่างถาวร ในทางกลับกัน คิวติเคิลที่หุ้มด้วยเกราะหนาจะยิ่งต้องการแรงกดที่มากขึ้นเพื่อทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างที่เป็นอันตราย^{[ 10 ]}

แผ่นแข็งในโครงกระดูกภายนอกเรียกว่า สเคลอไรต์ สเคลอไรต์อาจเป็นเกราะป้องกันธรรมดา แต่ก็อาจเป็นส่วนประกอบเชิงกลของโครงกระดูกภายนอกเช่น ในขา ข้อต่อ ครีบ หรือปีก ในส่วนลำตัวทั่วไปของแมลงหรือสัตว์ขาปล้องอื่นๆ หลายชนิด มีสี่ส่วนหลัก ส่วนหลังเรียกว่าเทอร์กัมหากเทอร์กัมมีสเคลอไรต์อยู่ สเคลอไรต์เหล่านั้นเรียกว่าเทอร์ไจต์ส่วนท้องเรียกว่าสเตอร์นัมซึ่งมักจะมีสเตอร์ไจต์ อยู่ ส่วนด้านข้างทั้งสองเรียกว่าเพลูรา (เอกพจน์คือ เพลูรัม)และสเคลอไรต์ใดๆ ที่อยู่ในนั้นเรียกว่า เพลูไรต์^{[ 11 ]}

โครงกระดูกภายนอกของสัตว์ขาปล้องแบ่งออกเป็นหน่วยการทำงานต่างๆ แต่ละหน่วยประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่รวมกันเป็นกลุ่ม กลุ่มดังกล่าวเรียกว่าแท็กมา (tagma ) และแท็กมาเหล่านี้ปรับให้เข้ากับหน้าที่ต่างๆ ในร่างกายของสัตว์ขาปล้องนั้นๆ ตัวอย่างเช่น แท็กมาของแมลงประกอบด้วยส่วนหัวซึ่งเป็นแคปซูลที่เชื่อมติดกัน ส่วนอกซึ่งเป็นแคปซูลที่แทบจะคงที่ และส่วนท้องซึ่งโดยปกติจะแบ่งออกเป็นส่วนๆ ที่เชื่อมต่อกัน แต่ละส่วนมีสเคลอไรต์ (sclerites)ตามความต้องการความแข็งแรงภายนอก ตัวอย่างเช่น ในตัวอ่อนของแมลงวันบางชนิด ไม่มีสเคลอไรต์เลย และโครงกระดูกภายนอกทั้งหมดจึงเป็นเยื่อ บางๆ ส่วนท้องของแมลงวันตัวเต็มวัยปกคลุมด้วยสเคลอไรต์บางๆ ที่เชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อของคิวติเคิลที่เป็นเยื่อบางๆ ในด้วงบางชนิด ข้อต่อส่วนใหญ่เชื่อมต่อกันแน่นมากจนร่างกายแทบจะอยู่ในกล่องแข็งที่หุ้มด้วยเกราะ อย่างไรก็ตาม ในสัตว์ขาปล้องส่วนใหญ่ อวัยวะส่วนต่างๆ ของร่างกายเชื่อมต่อกันและมีข้อต่อด้วยคิวติเคิลที่ยืดหยุ่นและกล้ามเนื้อ ทำให้พวกมันสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระในระดับหนึ่ง และสัตว์เหล่านี้หลายชนิด เช่นกุ้งหรือตัวอ่อนของยุง ก็เคลื่อนที่ได้คล่องแคล่วมาก นอกจากนี้ แขนขาของสัตว์ขาปล้องยังมีข้อต่อ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะจนชื่อ "Arthropoda" มีความหมายตรงตัวว่า "ขาที่มีข้อต่อ" พื้นผิวด้านในของโครงกระดูกภายนอกมักพับเข้าด้านใน เกิดเป็นโครงสร้างที่เรียกว่าอะโพดีมซึ่งทำหน้าที่ยึดเกาะกล้ามเนื้อ และมีหน้าที่เทียบเท่ากับส่วนประกอบของโครงกระดูกภายใน โครงสร้างเหล่านี้มีความซับซ้อนสูงในบางกลุ่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มกุ้ง

ในกีฏวิทยาคำว่าglabrous ใช้เพื่อ ^อ้างถึงส่วนต่างๆ ของร่างกายแมลงที่ไม่มีขนหรือเกล็ด^{[ 12} ]

ในทางเคมี ไคตินเป็น พอลิเมอร์สายยาวของ N - acetylglucosamineซึ่งเป็นอนุพันธ์ของกลูโคส พันธะพอลิเมอร์ระหว่างหน่วยกลูโคสเป็นพันธะ β(1→4) เช่นเดียวกับในเซลลูโลส^{[ 13 ] [ 14 ]}

ในรูปแบบที่ไม่ได้รับการดัดแปลง ไคตินจะมีลักษณะโปร่งแสง ยืดหยุ่น ทนทาน และเหนียวอย่างไรก็ตาม ใน สัตว์ขาปล้อง และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ไคตินมักจะเป็นส่วนประกอบของเมทริกซ์วัสดุที่ซับซ้อน ในทางปฏิบัติแล้ว ไคตินมักจะเกี่ยวข้องกับโมเลกุลโปรตีนซึ่งมักจะอยู่ในสถานะ ที่แข็งตัว มากหรือน้อย โดยแข็งตัวขึ้นจากการเชื่อมโยงข้ามและการเชื่อมโยงกับโมเลกุลอื่นๆ ในเมทริกซ์ ในสัตว์บางกลุ่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มครัสเตเชีย เมทริกซ์จะอุดมไปด้วยแร่ธาตุแข็ง หรือแม้กระทั่งถูกครอบงำด้วยแร่ธาตุแข็ง ซึ่งมักจะเป็นแคลไซต์หรือคาร์บอเนต ที่คล้ายกัน ซึ่งเป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ของโครงกระดูกภายนอกในสิ่งมีชีวิตบางชนิด ปริมาณแร่ธาตุอาจเกิน 95% บทบาทของไคตินและโปรตีนในโครงสร้างดังกล่าวมีมากกว่าแค่การยึดผลึกเข้าด้วยกัน โครงสร้างผลึกเองก็ได้รับผลกระทบจนสามารถป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกภายใต้ความเครียด ส่งผลให้มีความแข็งแรงอย่างน่าทึ่ง^{[ 15 ]}กระบวนการก่อตัวของเมทริกซ์ที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุดังกล่าวเรียกว่า การสร้าง แร่ชีวภาพ^{[ 16 ]}

ความแตกต่างระหว่างโครงสร้างภายนอกของสัตว์ขาปล้องที่มีไคตินเป็นองค์ประกอบหลัก ทั้งในรูปแบบที่ไม่ได้รับการดัดแปลงและรูปแบบที่ได้รับการดัดแปลง สามารถเห็นได้จากการเปรียบเทียบผนังลำตัวของตัวอ่อนผึ้ง ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงน้อยมาก กับด้วง ที่มีเกราะป้องกัน หรือเขี้ยวของแมงมุม ในทั้งสองตัวอย่างนี้ มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากโดยกระบวนการสเคลอโรติเซชัน นอกจากนี้ ยังแตกต่างอย่างชัดเจนจากทั้งวัสดุอินทรีย์ที่ไม่ได้รับการดัดแปลง เช่น ไคตินบริสุทธิ์ และไคตินและโปรตีนที่ผ่านกระบวนการสเคลอโรติเซชัน ลองพิจารณาเปลือกของปูที่มีเกราะป้องกันหนาแน่น ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากโดยกระบวนการไบโอมิเนอรัลลิเซชัน

ลักษณะทางเคมีและกายภาพของโครงกระดูกภายนอกของสัตว์ขาปล้องจำกัดความสามารถในการยืดหรือเปลี่ยนรูปร่างเมื่อสัตว์เจริญเติบโต ในบางกรณีพิเศษ เช่น ท้องของราชินีปลวกและมดน้ำหวาน การขยายตัวของท้องสามารถเกิดขึ้นได้ผ่านกระบวนการเนโอโซมี [ ^{17 ] ซึ่ง}ในกรณีของ หมัด ตุงกา เกิดขึ้นผ่านการขยายตัวของเยื่อหุ้มข้อ ต่อ [ ^{18 ]} อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไป ความแข็งแกร่งของโครงกระดูกภายนอกหมายความว่าการเจริญเติบโตอย่างต่อเนื่องของสัตว์ขาปล้องเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น การเจริญเติบโตจึงเป็นไปเป็นระยะและกระจุกตัวอยู่ในช่วงเวลาที่โครงกระดูกภายนอกถูกลอกออก เรียกว่า^การลอกคราบหรือเอคไดซิสซึ่งอยู่ภายใต้การควบคุมของฮอร์โมนที่เรียกว่าเอคไดโซนการลอกคราบเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและเป็นอันตรายต่อสัตว์ขาปล้องที่เกี่ยวข้องเสมอ ก่อนที่โครงกระดูกภายนอกเก่าจะถูกลอกออก คิวติเคิลจะแยกออกจากหนังกำพร้าผ่านกระบวนการที่เรียกว่าอะพอลิซิส ในระยะแรกของกระบวนการลอกคราบ เซลล์เยื่อบุผิวจะปล่อยของเหลวที่มีเอนไซม์ออกมาระหว่างคิวติเคิลเก่าและหนังกำพร้า เอนไซม์จะย่อยสลายเอนโดคิวติเคิลบางส่วน และหนังกำพร้าจะดูดซับวัสดุที่ย่อยแล้วเพื่อให้สัตว์นำไปใช้ วัสดุที่ย่อยแล้วส่วนใหญ่จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อสร้างคิวติเคิลใหม่ เมื่อคิวติเคิลใหม่ก่อตัวขึ้นอย่างเพียงพอแล้ว สัตว์จะแยกส่วนที่เหลือของผิวหนังเก่าตามแนวเส้นที่อ่อนแอ และลอกคราบในกระบวนการลอกคราบที่มองเห็นได้ โดยทั่วไปจะลอกและทิ้งอีพิคิวติเคิลและเอ็กโซคิวติเคิลที่ลดขนาดลงแล้ว แม้ว่าบางชนิดจะพกติดตัวไว้เพื่อพรางตัวหรือป้องกันตัวก็ตาม ส่วนที่ลอกคราบเรียกว่าเอ็กซูเวีย

หลังจากที่หนังกำพร้าเก่าหลุดลอกออกไปแล้ว สัตว์ขาปล้องมักจะสูบฉีดร่างกาย (เช่น โดยการรับอากาศหรือน้ำ) เพื่อให้หนังกำพร้าใหม่ขยายใหญ่ขึ้น จากนั้นกระบวนการแข็งตัวโดยการขาดน้ำของหนังกำพร้าก็จะเกิดขึ้น หนังกำพร้าใหม่ยังคงอ่อนนุ่มและมักจะมีสีซีด และเรียกว่าหนังกำพร้าอ่อนหรือหนังกำพร้า ที่ยังไม่ โตเต็มที่ จากนั้นมันจะผ่านกระบวนการแข็งตัวและการสร้างเม็ดสีซึ่งอาจใช้เวลาตั้งแต่ไม่กี่นาทีถึงหลายวัน ขึ้นอยู่กับลักษณะของสัตว์และสภาพแวดล้อม^{[ 19 ] : 16–20}

แม้ว่ากระบวนการลอกคราบจะมีความเสี่ยงทางด้านเมตาบอลิซึมและมีค่าใช้จ่ายสูง แต่ก็มีข้อดีอยู่บ้าง ประการแรก มันช่วยให้เกิดวงจรการพัฒนาที่ซับซ้อนของการเปลี่ยนแปลงรูปร่างซึ่งสัตว์วัยอ่อนอาจแตกต่างจากระยะที่โตเต็มวัยอย่างสิ้นเชิง เช่นตัวอ่อนนอพลิอุสของกุ้ง ตัวอ่อนของแมลงปอหรือตัวอ่อนของ แมลงในอันดับ Endopterygotaเช่น ตัวอ่อนของแมลงวัน ตัวอ่อนในระยะต่างๆ เหล่านี้มักมี บทบาท ทางนิเวศวิทยาและวงจรชีวิตที่แตกต่างจากสัตว์ที่โตเต็มวัยอย่างสิ้นเชิง ประการที่สอง บ่อยครั้งที่การบาดเจ็บครั้งใหญ่ในระยะหนึ่ง เช่น การสูญเสียขาของตัวอ่อนแมลง หรือก้ามของปูวัยอ่อน สามารถซ่อมแซมได้หลังจากลอกคราบหนึ่งหรือสองระยะ ในทำนองเดียวกัน ส่วนที่บอบบางซึ่งจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนใหม่เป็นระยะ เช่น ผิวด้านนอกของเลนส์ตาของแมงมุม หรือขนที่ทำให้เกิดอาการคันของหนอนผีเสื้อ สามารถลอกทิ้งไปได้ เพื่อเปิดทางให้โครงสร้างใหม่เกิดขึ้น

• 
  ตัวอ่อนของผึ้งมีคิวติเคิลที่ยืดหยุ่นแต่บอบบางและไม่มีโครงสร้างแข็งตัว
• 
  ปูโจรที่โตเต็มวัยตัวนี้มีข้อต่อที่แข็งแรง ผิวหนังบริเวณหนวดรับสัมผัสปกคลุมด้วยคิวติเคิลที่ ละเอียดอ่อนซึ่งเกิดจาก แร่ธาตุ ชีวภาพ ดวงตามีคุณภาพทางแสง และลำตัวและขาถูกหุ้มด้วยไคตินที่แข็งแรงเสริมด้วยแคลไซต์ก้าม ของมัน สามารถเจาะมะพร้าวได้
• 
  เขี้ยวในก้ามของแมงมุมนั้นแข็งตัวมากและมีสีเข้มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

• คำศัพท์เกี่ยวกับคิวติเคิลของสัตว์ขาปล้อง
• ออสทีโอเดิร์ม