Учитывая особенности обитания, многие беспозвоночные нуждаются в особых источниках питания. Например, для формирования защитных покрытий моллюсков (кутикула, раковины) требуются большие количества карбоната кальция. Его получают из окружающей воды, но в процессе линьки (смены защитных покрытий) используется запасенный в организме карбонат кальция. Образование кутикул насекомых связано с перекрестным связыванием полипептидных цепей за счет взаимодействий радикалов фенилаланина или тирозина. Поэтому в пище насекомых требуется относительно большее содержание этих аминокислот по сравнению с животными. У некоторых видов возможно замещение аминокислот другими органическими молекулами (спаринг). Так, кузнечики Anacridium melanorhodon,питаясь листьями деревьев и кустарника, получают много танниновой кислоты. Танниновая кислота является полимером, состоящим из единиц - ароматических колец, образованных радикалами тирозина или фенилаланина (галлотаннин). Галлотанин гидролизуется в средней кишке насекомого до галловой кислоты, которая затем используется для склерозирования кутикулы насекомого вместо фенилаланина. Drosophila pachea питается тканями кактуса Lophocerus schottii, который содержит только стеролы лофенол и шотенол. Личинки этой мушки утилизируют только эти стероилы и не могут использовать холестерол или другие фитостеролы.
При неадекватном питании способом выживания беспозвоночных является их симбиотические отношения с микроорганизмами, грибами. Эктосимбиоз характерен для высших термитов (Mactrotermitinae), жуков-короедов и лесных ос (Siricidae), которые не имеют ферментов расщепления целлюлозы и лигнина. Самки этих насекомых переносят споры специфических грибов при переселении в новый регион леса. Эти грибы не только расщепляют целлюлозу растений, но и накапливают азот, поэтому их плодовое тело служит питанием для насекомых. Возможен и эндосимбиоз, когда в просвете кишечника насекомых или внутри их специализированных клеток, называемых бактериоцитами, живут микроорганизмы. У примитивных термитов (Kalotermitidae) и некоторых лесных тараканов (Cryptocercus) в проксимальных отделах кишечника живут микроорганизмы, способные переваривать целлюлозу и создавать метаболиты, которые могут утилизировать эти насекомые. Симбиоз фотосинтезирующих водорослей с морскими беспозвоночными (губки, моллюски, кораллы и др.) позволяет использовать фиксированный в процессе фотосинтеза углерод для построения тела беспозвоночных. Близкий тип симбиоза водных беспозвоночных возможен с хемоаутотрофными бактериями, продуцирующими энергию при окислении неорганических сульфатов или метана. Эта энергия, трансформированная в АТФ, используется для синтеза углеводов из углекислого газа и аминокислот из аммонийных солей и нитратов, что и служит питанием для беспозвоночных.
