Los odonatos, como todos los insectos, tienen el cuerpo dividido en cabeza, tórax y abdomen.
La cabeza es bastante voluminosa, superando en tamaño al tórax, y presenta una gran movilidad. El aparato bucal es de tipo masticatorio con poderosas mandíbulas provistas de dentículos puntiagudos, característica que le da nombre al grupo. Los ojos muestran un notable desarrollo llegando a ocupar casi la totalidad de la cabeza uniéndose incluso en la parte superior de la misma (anisópteros excepto gónfidos), mientras que las dos antenas filiformes son muy cortas y poco desarrolladas, puesto que la vista es el sentido más importante de los odonatos. También aparecen, entre los dos ojos compuestos, tres ocelos u ojos simples.
El tórax está dividido en dos partes: protórax y sintórax.
- El protórax es un pequeño segmento situado a continuación de la cabeza.
- El sintórax es una estructura muy modificada que procede de la fusión de dos segmentos (meso y metatórax) y está muy desarrollada porque alberga los potentes músculos alares.
El tórax está provisto de tres pares de patas finas y con espinas que son poco aptas para caminar, pero que permiten al animal capturar a sus presas durante el vuelo, trepar y mantenerse posado sobre una superficie. Las partes en las que se dividen las patas, desde la base hasta el extremo, corresponden a la coxa, el trocánter, el fémur, la tibia y el tarso, constituido éste último por tres artejos. El tórax también está provisto de dos pares de alas grandes y muy reticuladas que no se pueden plegar sobre el cuerpo como ocurre en otros insectos más evolucionados, manteniéndose siempre en posición perpendicular, ya sea verticalmente (zygópteros) u horizontalmente (anisópteros).
En los zygópteros los dos pares de alas son semejantes y de base reducida mientras que en los anisópteros son diferentes y de base ensanchada. Las alas son membranosas y están recorridas por una complicada red de venas, tanto longitudinales como transversales, por las que circula la hemolinfa y le dan rigidez a la estructura.
El espacio delimitado por dos venas longitudinales y dos transversales recibe el nombre de celda, celdilla o célula alar. La morfología del ala, especialmente su estructura de venas y celdillas, tiene interés taxonómico y se utiliza para clasificar e identificar a las diferentes especies. En el extremo del ala se encuentra una celdilla opaca y frecuentemente coloreada llamada pterostigma. Otra estructura importante del ala es el nodo, situado hacia la mitad de ala o más cerca de la base, que constituye un refuerzo del ala resultado de la unión de las dos venas más anteriores. En la parte más basal del ala de anisópteros se encuentra una pequeña membrana opaca no encerrada por venas que recibe el nombre de membránula. Esta membránula es más notoria en el ala posterior y a menudo se muestra coloreada.
El abdomen de los odonatos es bastante largo y puede ser cilíndrico en algunos casos o aplanado en otros. Está constituido por diez segmentos más un undécimo segmento vestigial y a cada lado pueden observarse ocho aberturas estigmáticas. El macho presenta la abertura genital situada en el noveno segmento, mientras que el órgano copulador en lugar de encontrarse en la zona terminal como ocurre en todos los insectos, se halla situado en la parte inferior del segundo y tercer segmentos. Este órgano está constituido por un pene o edeago, una vesícula seminal y algunas estructuras (hámulos) que a modo de ganchos sirven para retener el abdomen de la hembra. El abdomen de la hembra, generalmente más corto y ancho que el del macho, presenta la abertura genital situada debajo del octavo y noveno segmentos y en zygópteros y algunas familias de anisópteros (aésnidos y cordulegastéridos) aparece un órgano ovopositor formado por tres pares de apéndices bastante largos. En el resto de anisópteros no existe ovopositor como tal y sólo aparecen unos pequeños apéndices vestigiales.
Tanto en machos como en hembras el décimo segmento presenta dos apéndices situados en la parte superior denominados cercoides. Además en los machos de anisópteros, en el undécimo segmento del abdomen y en posición inferior, aparece un apéndice conocido como lámina supra-anal, mientras que en los machos de zygópteros aparecen dos apéndices denominados cercos. Cercoides, cercos y lámina supra-anal reciben el nombre genérico de apéndices anales. Estos apéndices son utilizados por los machos para sujetar a la hembra durante la cópula y son específicos de cada especie dificultando la cópula entre individuos de especies diferentes. Sin embargo, a veces se observan cópulas interespecíficas (entre individuos de distinta especie) e incluso tándems formados por individuos machos.
La larva es acuática y presenta diferencias morfológicas importantes respecto al adulto. La cabeza tiene poca movilidad y los ojos se encuentran más reducidos. El aparato bucal de la larva se encuentra bastante modificado y recibe el nombre de “máscara”, y está constituido por el labio inferior replegado sobre sí mismo y terminado en una especie de tenaza. El tórax presenta los tres pares de patas que a diferencia del adulto sí son utilizadas en la locomoción. A partir de un determinado desarrollo aparecen también en el tórax las vainas alares que tras la metamorfosis originarán las alas. Las larvas de anisópteros presentan un abdomen corto y grueso y los apéndices anales se encuentran reducidos a la pirámide anal o caudal que a modo de válvula cierran el recto. En los zygópteros el abdomen de las larvas es largo y cilíndrico y los apéndices anales constituyen las láminas o lamelas caudales, dos laterales y una central, que tienen una función tanto natatoria como respiratoria.