这整个结构复杂的基础，是外观看来非常简单的微小生物——珊瑚虫。这种珊瑚动物的结构和海葵相似，它具有圆筒形的双层管，底部封闭，顶部则敞开，口部围绕着一圈触手。两者重要的不同，也是珊瑚礁赖以存活的事实——珊瑚虫能分泌石灰质，在它周遭形成坚硬的杯状物。这是由外层细胞造成的，就像软体动物的壳由外层的柔软组织（外套膜）分泌一样。这种像海葵一样的珊瑚虫位于如岩石般坚硬的物质之中，由于珊瑚虫的“皮肤”不时朝内翻转，形成一系列纵向的褶皱。又由于这所有的“皮肤”都积极分泌石灰质，因此杯状物并没有平滑的边缘，而是由朝内突出的间隔区分，形成了星形或花形的图案，任何曾经仔细观察过珊瑚的人，对这样的花纹应该都非常熟悉。
大部分的珊瑚是许多个体群集的聚落。然而，任何一个群居处的所有个体都是由同一个受精卵发育成熟，然后出芽形成新虫体。群栖体拥有该物种的特色——如树枝、似圆石、平坦的覆壳或呈杯状。其核心坚实，因为只有表面被活的虫体占据。有些种类的珊瑚，虫体可能分隔得很稀疏，另外一些种类的珊瑚虫则紧紧地挤在一起。通常群栖体的面积越大，范围越广，其构成的个体就越小。比人还高的枝状珊瑚，其珊瑚虫本身可能仅有1/8英寸高。
珊瑚群体中的硬物质通常是白色，但也可能染上微小植物细胞的色泽。这些植物存在于珊瑚的软组织内，和珊瑚共生，植物吸收二氧化碳，而动物则利用植物排放出来的氧气。不过，这种共生的关系可能还有更深的意义。海藻的黄、绿、褐色色素属于类胡萝卜素这种化学物质。最近的研究表明，珊瑚内海藻的色素可能也作用于珊瑚，作为“内在调节剂”，影响其繁殖的过程。在正常情况下，这种海藻的存在似乎对珊瑚有利，但在光线微弱时，珊瑚动物却把海藻排泄出来，摆脱它们。这也许意味着，在微弱光线或是黑暗之中，整个植物生理过程改变，其新陈代谢的产物也变成了有害的物质，因此，动物必须驱逐这不速之客。
珊瑚群体内还有其他奇特的生物组合，在佛罗里达礁岛群和西印度群岛的其他地方，隐螯蟹在活的脑珊瑚上表层，挖了形如烤箱的洞。随着珊瑚的生长，这种蟹仍设法保留半圆形的开口，这样它在幼年时期可以进出，然而一旦它长大成年，就可能被困在珊瑚里。这种佛罗里达隐螯蟹的生存细节罕为人知，但在澳大利亚大堡礁的珊瑚中，有类似种类的蟹。这种蟹只有雌蟹会形成虫瘿（galls），雄蟹的体积很小，且它显然是趁雌蟹被囚在珊瑚中的时候，前往拜访。这个种类的雌蟹过滤涌入海潮中的有机生物为食，其消化器和附属肢都更进步。
整个珊瑚礁和近海都长满了茂密的角珊瑚或柳珊瑚，有时候数量甚至超过普通的珊瑚。紫色的海扇朝着经过的洋流铺开它的花边，整个海扇结构下，数不清的嘴由微小的孔中伸出，触手也伸向海中捕食。有一种人称“火烈鸟舌蜗牛”（flamingotongue）带着坚实而光泽闪烁的壳，经常生活在海扇上。柔软的外套膜伸出来覆盖壳部，是淡肉色泽，上面有许多黑色约略呈三角形的花纹。被称作“海鞭”的柳珊瑚数量更多，形成了浓密的水下灌木丛，高到腰际，有时候甚至如人一般高，珊瑚礁的淡紫、紫、黄、橘、褐和浅黄色泽，就是这些柳珊瑚的颜色。
结壳海绵在珊瑚壁边伸展它们黄色、绿色、紫色和红色的席垫；充满异国风情的软体动物，如偏口蛤和海菊蛤附在上面。长棘的海胆在空洞和隙缝中，形成毛发竖立的暗色缀片。色彩缤纷的鱼儿成群结队游过珊瑚礁前，闪烁着光泽，独来独往的掠食者——灰笛鲷和梭鱼则躲在珊瑚礁中，等着捕食它们。
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