piikit: Merisiilit tunnetaan pitkistä, terävistä piikistä. Nämä piikit toimivat fyysisenä esteenä, estäen potentiaaliset petoeläimet hyökkäämästä. Selkärangat on valmistettu kalsiumkarbonaatista ja ne voivat olla erittäin teräviä ja hauraita, aiheuttaen vamman saalistajille, jotka yrittävät kuluttaa merisiiliä.
pedicellariae: Pedicellariae ovat pieniä, varustettuja rakenteita, joita löytyy merisiilin ruumiista. Niitä voidaan käyttää puolustukseen tarttumalla ja puristamalla petoeläimiä tai takertumalla ne tahmeaan erittymiseen.
myrkyllinen myrkky: Joissakin merisiililajeissa on myrkkyrauhaset, jotka sijaitsevat niiden selkärangan juuressa. Kun saalistaja joutuu kosketuksiin näiden selkärangan kanssa, myrkky injektoidaan aiheuttaen kipua, halvausta tai jopa kuolemaa hyökkääjälle.
crypsis: Tietyt merisiililajit käyttävät naamiointia puolustusmekanismina. Heillä voi olla tylsää tai salaperäistä väriä, tai ne voivat peittää itsensä levällä, hiekalla tai roskilla sulautuakseen ympäristöönsä ja välttää petoeläinten havaitsemista.
Regeneraatio: Merisiileillä on vaikuttava kyky uudistaa kadonneet piikit ja muut ruumiinosat. Jos selkäranka on rikki tai kadonnut, merisiilit voivat kasvattaa sen ajan myötä, mikä auttaa ylläpitämään puolustustaan petoeläimiä vastaan.