- Lớp một mảnh vỏ (Gastropoda): có 40 loài thuộc 13 họ, 3 bộ, các họ có số loài nhiều bao gồm họ ốc đụn (Trochidae) với 8 loài, ốc xương (Muricidae) - 8 loài); các họ còn lại có từ 1 đến 6 loài. Trong tổng số 40 loài thu được, các loài phổ biến như Drupella cornus, Coralliophila neritoides,
Trochus maculates, Trochus conus. Các loài này bắt gặp ở tất cả các điểm rạn san hô. Trong số này, loài Drupella conus thường bắt gặp trên san hô cành, trong khi đó loài Coralliophila neritoides chỉ bắt gặp trên san hô sống dạng
khối với mật độ cao. Các loài không phổ biến như: Corallliophila radula, Fusinus nicobaricus, Hemifusus colosseus…
- Lớp hai mảnh vỏ (Bivalvia): đã phát hiện 23 loài thuộc 11 họ, 5 bộ. Sự phân bố thành phần loài giữa các họ không có sự chênh lệch nhiều. Mỗi họ có từ 1 đến 5 loài. Các loài thường gặp là Tridacna squamosa, Tridacna maxima, Isognomon quadragularis, Pinna attenuata, Pinna vexillum, Pinna bicolor, Pinctada margaritifera, Ostrea glomerata, Chlamys pica, Chlamys nobilis, Anomalocardia flexuosa, Meretrix meretrix, Arca antiquata, A. navicularis, Pinctada martensii.
- Lớp chân đầu (Cephalopoda) là nhóm sinh vật kinh tế quan trọng. Ở biển Phú Quí- Bình Thuận có khá nhiều loài mực trong đó có một số loài có giá trị kinh tế như Sepioteuthis lessoniana, Loligo chinensis, L. edulis, L. singhalensis, Sepia latimanus, Octopus vulgaris… Các loài mực ống (Loliginidae) thường đẻ trứng vào mùa hè từ tháng 4 đến tháng 9 còn mực nang (Sepiidae) thường đẻ trứng vào tháng 12 đến tháng 3. Phân bố của mực thường tập trung ở độ sâu từ 30 - 50m. Đây là ngư trường mực quan trọng của phía nam miền trung và có những vùng là bãi đẻ chính của mực vì vậy vào các mùa trên ngư dân thường đánh bắt được nhiều mực mang trứng. Các nghề khai thác chính là câu mực, chụp, vây và lưới kéo.
- Giun nhiều tơ: Tập hợp các kết quả nghiên cứu có được trong 2 đợt khảo sát về sinh vật biển khu bảo tồn biển Phú Quý, cho đến nay riêng về giun nhiều tơ đã thống kê được 60 loài thuộc ngành giun đốt, trong đó lớp Giun nhiều tơ có 23 loài. Số loài trên thuộc vào 18 giống và 12 họ. Nhìn chung, số loài trong các giống hay họ đều thấp, chỉ khoảng 2 - 4 loài. Rất nhiều giống hay họ chỉ có 1 loài. Nhìn chung, số loài Giun nhiều tơ trên thể hiện tính thích nghi với thể nền đáy cứng trong các thân san hô.
- Da gai: Kết quả phân tích mẫu vật, xử lý các số liệu thu thập được từ chuyến khảo sát đã thống kê được 38 loài của ngành Da gai. Trong đó lớp Huệ biển (Crinoidea) có 1 bộ, 3 họ và 5 loài. Lớp Hải sâm (Holothuroidea) có 3 bộ 4 họ và 9 loài. Lớp Sao biển (Asteroidea) có 1 bộ, 2 họ và 5 loài. Lớp Cầu gai (Echinoidea) có 3 bộ, 4 họ và 7 loài. Cuối cùng là lớp Đuôi rắn (Ophiuroidea) có 1 bộ, 7 họ và 12 loài. Cấu trúc khu hệ Da gai khu bảo tồn biển Phú Quý được thể hiện trên bảng 14.
Bảng 14: Cấu trúc thành phần loài động vật Da gai khu bảo tồn biển Phú Quý
Lớp Bộ Họ Giống Loài
Huệ biển (Crinoidea) 1 3 3 5
Hải sâm (Holothuroidea) 3 4 6 9
Sao biển (Asteroidea) 1 3 4 5
Cầu gai (Echinoidea) 3 4 6 7
Đuôi rắn (Ophiuroidea) 1 7 8 12
Cộng 9 20 27 38