水蛭的呼吸系统和排泄系统极少数的水蛭用鳃呼吸，绝大多数的水蛭用皮肤呼吸。其皮肤中有许多毛细血管可与溶解在水中的氧气进行气体交换。离开水时，在潮湿环境中，其表层腺细胞分泌大量的黏液于身体表面，结合空气中游离的氧，再通过扩散作用进人到皮肤血管中。
水蛭的排泄器官是由17对肾管构成的。由于真体腔的退化（被次重结缔组织填充），肾管被埋在结缔组织中，这与蚯蚓的肾管游离在体腔中不同。医蛭的肾孔位于身体的腹面，代谢废物和体内多余的水分由肾孔排出体外。在干燥环境中，即使表皮分泌大量的黏液也不能有效地控制水分的丧失。如医蛭在相对湿度80%,温度22度时，在4～5天内水分减少到20%，再下去就要死亡，一旦放回水中，又可复活。
