头部有着各种感觉器官。触角（antenna）除了有触觉外，有时还会传递气味信息。在某些雄性蚊子中，触角甚至有听觉，借助触角，它们才能听见同类雌性蚊飞行震动时的声音，以利于交配。而在另外一些昆虫，比如蝗虫或蟋蟀，它们的听觉器官长在身体其它部位，如下体或者是腿上。

昆虫多数具有复眼（ommateum）。因种类不同，复眼有几十只到超过万只小眼（ommatidium）组成。每只小眼会独立成像，总体合成一副网格样的全像。很多昆虫此外还会有两到三只单眼（ocellus），它们的作用并非成像，而是通过光调节自身作息生物节律。另外昆虫的视觉对紫外线敏感，但它们并不能看到红光。

在头部还有口器（trophi）。口器的形态较多，最基本的咀嚼式口器，上颚是有力的嚼咬工具。下颚主要是稳住和进一步细嚼食物。但口器也可以有其他形态，如异翅亚目的昆虫有一个薄薄的尖型嘴，而蜂则有一长软的吸管。而蜻蜓的幼虫具有脸盖mask，“是由下唇特化形成的捕食器官，非常灵活，能迅速伸展，捕获猎物，其末端装备着一对能活动的钩子，锋利异常，当脸盖伸向猎物时，这对钩子迅速钳住猎物，脸盖缩回，钩子将猎物送进口中。

胸部由三个体节组成，由前向后依次称为前胸（prothorax）、中胸（mesothorax）和后胸（metathorax）。每个体节都带有一对附肢，称为胸足。胸足分成几节，分别为基节（coxa）、转节（trochanter）、腿节（femur）、胫节（tibia）、跗节（tarsus）和前跗节（pretarsus）。跗节通常分为5个跗分节，有时还带有成对的爪子。胸足通常会特化，以更好地完成如挖，跳，游泳或是捕捉等任务。第一胸节的背部被称为前胸背板（pronotum），通常会特别加固。另外的两个胸节的背面通常会各带有一对翅。在甲虫的前对翅膀之间有一块三角形的甲片。

翅膀中有分支复杂的血管系统，称作翅脉，其走向和分布可作为分辨昆虫种类的特征之一。前翅比后翅窄而有力，有时会加固，如鞘翅目，其前翅就特化为较坚硬的构造，称为翅鞘。

在双翅目昆虫中，只有一对翅膀发育正常。而后面另一对翅膀则成为平均棍。许多无翅昆虫应该是在进化的过程中失去了翅，而成为寄生虫，如跳蚤和虱。但是在蝗虫里面也会找到许多没有飞行能力的种类。一些古老，构造简单的古昆虫也飞不起来，它们应该是从没有飞行能力的祖先演化而来的。

昆虫在腹部有着重要的器官，如管状的心脏，梯形神经系统，胃肠系统和生殖器官。部分器官会延伸至前方，如神经中枢--咽上神经节或是脑部，和其他动物一样位于头部。在躯体中还藏着分支的气管，会直接把氧气送到身体的各个器官去。粒线体位于器官开口附近，可以更快的利用空气。昆虫在体侧壁具有气孔（trachea），直接与外界大气接触，可透过肌肉的收缩而关闭，为一种开放式循环系统。