אחת התכונות המשותפות לכל פרוקי-הרגליים היא שלד חיצוני (exoskeleton) המורכב משתי שכבות עיקריות: (א) תחתונה – אפידרמיס (epidermis) שכבה תאית מתחדשת. (ב) עליונה – קוטיקולה (cuticle), שכבה לא־תאית קשיחה העשויה בעיקרה מכיטין המופרש מהאפידרמיס.
שלד חיצוני מגביל את גדילת הגוף ולכן פרוקי־רגליים גדלים בשלבים. בכל שלב הם משילים את קוטיקולה ותחתיה מופיע מעטה חדש וגמיש המסוגל להתרחב ולגדול במעט עד להתקשותו המלאה. תהליך זה מכונה התנשלות (molting).
במהלך חייהם עוברים פרוקי־הרגליים מספר התנשלויות (כל מין מתאפיין במספר דרגות התפתחות) עד לדרגת הבוגר שאינה מתנשלת עוד (למעט יוצאים מהכלל). ההתנשלות היא הליך רב־שלבי ומורכב מאוד שרק חלקו נראה לעין, והמבוקר על ידי המוח בעזרת מנגנונים הורמונליים שונים. מועד ההתנשלות ותדירותה מושפעים מגורמים כגון: מצבו הפיסיולוגי של פרוק־הרגליים (גיל, משקל, תזונה ועוד) וגורמים כמו עונה, טמפ', לחות ועוד.
תהליך זה המתחיל מספר ימים (5-4) לפני ההתנשלות הפיזית כולל: בניית קוטיקולה חדשה תחת הישנה ובמקביל הפרדת הקוטיקולה החדשה מהישנה – אפוליזה (apolysis), ספיגת מרבית שכבת הקוטיקולה הישנה לאפידרמיס לשימוש חוזר, התנשלות פיזית (ecdysis), התקשות הקוטיקולה החדשה – בירוס ( tuning) והמשך עיבוי השלד החיצוני מתוך האפידרמיס. תהליך העשוי להימשך עוד מספר שבועות.
בכלליות רבה, בהתאם למין, בעכבישים יש 10-5 דרגות גידול (נספר מהשלב בו הדרגה הראשונה (נימפה) יכולה לקיים את עצמה). מקצב ההתנשלות פוחת עם הגיל, נימפות צעירות מתנשלות בתדירות גבוהה (לעיתים כל כמה ימים) הפוחתת בדרגות הגבוהות (כל מספר שבועות) עד לדרגת הבוגר בה העכביש מגיע לבגרות מינית שלאחריה הוא אינו מתנשל עוד (למעט חריגים בכמה משפחות). בתהליך הגדילה עשוי הגוף גם לשנות פרופורציה, להוסיף איברי חישה, יתפתחו איברי הרבייה ולעיתים לחדש איברים שנגדעו (במידה והקטיעה ארעה ברבע הראשון של מחזור הדרגה).
תהליך הגדילה וההתנשלות בעכבישים אינו שונה במהותו משל חרקים (על התנשלות בחרקים ראו בקישור). השלד החיצוני קשיח ברובו, למעט בטן רכה המסוגלת להתמתח מעט. קוטיקולה חדשה, הגדולה בשטח הפנים מהקודמת, מופיעה מתחת לישנה, קמוטה תחילה. קמטים אלו הם שמאפשרים את ההתרחבות הגוף והגדילה בהמשך תהליך ההתנשלות.
בחודש ספטמבר 2009 שיחק מזלי לצפות ולתעד (כמעט במלואו) הליך התנשלות פיזי של עכביש בטבע. צפייה בהליך כזה בטבע היא חוויה מרתקת שלא מזדמנת לעיתים קרובות.
שלב ההתנשלות הוא קריטי בחייהם של פרוקי־הרגליים וככזה גם בעכבישים. בשלב ההתנשלות נותר העכביש חסר אונים לחלוטין, בזמן זה אין הוא יכול להגיב לסביבה, לברוח מטורפים או מסכנות אחרות. מסיבה זו מעדיפים עכבישים רבים לבצע את ההתנשלות במסתור או בלילה. יש מינים החוסים במחילה, מתחת לענף, אבן או מחסה אחר, ויש הבונים אוהל מסתור ובו הם שוהים כל התהליך.
מרבית המינים מבצעים את ההתנשלות הפיזית במהופך כשהם מעגנים את עצמם למצע (עלה, ענף וכד') בעזרת מספר קורים. מינים גדולים וכבדים עושים זאת לעיתים כשהם הפוכים על הגב (אופייני בטרנטולות). שתי השיטות משיגות את אותה מטרה, ביצוע המשימה בעלות אנרגטית נמוכה. בדרך זו מנצלים את כוח הכבידה כדי לסייע בהשלת כסות הגוף הישנה.
התיעוד להלן מתאר, בתמונות והסבר קצר, שלבים בהתנשלות הפיזית של עכביש צייד (Oxyopidae) מהמין Peucetia virescens. תהליך זה לקח למעלה מחצי שעה, כאשר אני מצאתי את העכביש ממש בתחילתו (תועד בשעה 09:00, שעון חורף). בסופו, נשאר העכביש לנוח על הצמח עוד מספר שעות.
התהליך הפיזי של ההתנשלות מתחיל בהאצת פעימות הלב ודחיסת יותר נוזלי גוף (hemolymph) לתוך הראשחזה (cephalothoras). משקל הראשחזה גדל בכ־80% והבטן מתכווצת ומאבדת כ־30% ממשקלה. הגברת הלחץ האטמוספרי בראשחזה (מוכפלת פי־2) מסייעת לבקע את הקוטיקולה הישנה (שאיבדה זה מכבר את רוב המסה שלה שנספגה חזרה לגוף) לאורך קווי חולשה המצויים בקדמת או צידי הראשחזה.
תמונה 1
העכביש מצוי בתחילת התהליך. הגוף מעוגן לעלה בעזרת קורי עגינה הנמתחים מפטמות הטוויה שבקצה הבטן. הבטן שהתכווצה, מתחילה להיפרד מהמעטה החיצוני (ניתן להבחין בכך באזור פטמות הטוויה).
תמונה 2
מעטה הראשחזה מתבקע. המשך הפעלת לחץ נוזלים פנימי בסיוע כח הכבידה, מאפשרים לראשחזה לנוע כלפי מטה והכליצרות נשלפות לאיטן מכסות הישנה. אפשר כבר להבחין גם בהתחלת שחרור הרגליים. הבטן בשלבי התנתקות סופיים.
תמונה 3
הבטן משוחררת לגמרי מהמעטה הישן שהתכווץ לגוש קטן ומקומט. פטמות הטוויה מעגנות מחדש את קצה הבטן לחלק הפנימי של גוש זה. שחרור הרגליים נחשב לשלב הקשה ביותר בתהליך, וכישלון בשלב הזה משמעותו לרוב מוות. בדרך כלל גמישות הקוטיקולה החדשה מאפשרת לחלץ גם איברים רחבים מתוך המעטה הישן והצר.
תמונה 4
הגברת לחץ נוזלי הגוף לכיוון הרגליים, גורמת ליישור מפרקי הרגליים ומקלה עליהן להחליק החוצה. השיער והזיפים החדשים מספקים יתרון נוסף; הכיוון שלהם מנוגד לכיוון המשיכה ולכן הם מונעים מהרגליים להימשך חזרה פנימה. למעשה הם כופים כיוון תנועה אחד בלבד, החוצה! חילוץ הרגליים נעשה לסרוגין, כאשר חלק משמשות כמשען והאחרות נשלפות לאיטן, וחוזר חלילה.
תמונה 5
כאשר הרגליים נחשפות עד לשלב ה'ברכיים' (ptella), נכנסים לפעולה שרירי הרגליים. התכווצות השרירים מסייעת להסיג את החלקים אחרונים של הרגליים מהקוטיקולה הישנה. כל זוג רגליים שנשלף במלואו מסייע להסיג את הזוגות האחרים, עד לשליפה מוחלטת של כל הרגליים.
תמונה 6
לאחר החלצות מלאה של הרגליים, הן נשארות במצב ישר מספר דקות. בזמן הזה לחץ נוזלי הגוף מאפשר מתיחה מלאה של הקוטיקולה החדשה והזדקפות כל הזיפים.
תמונה 7
זמן קצר לאחר מכן מבצע העכביש תרגילי גמישות לרגליים ושאר המפרקים בגוף. תרגול זה מסייע לשמור על גמישות המפרקים בזמן שהקוטיקולה החדשה מתחילה להתקשות.
תמונה 8
שלב ההתנשלות הפיזי הסתיים. העכביש נח זמן מה כאשר הוא תלוי על הנשל, מאפשר לקוטיקולה להתקשות. לאחר זמן נוסף, כאשר הרגליים יוכלו לשאת את משקלו, הוא ינוע למסתור קרוב לנוח ולהשלים את תהליך התקשות הקוטיקולה.
הפרט בתמונה הוא נקבה. ככל הנראה (ע"פ הגודל היחסי) בגלגולה האחרון ומכאן שהיא נחשבת בוגרת מינית. מצב זה לא ישאר זמן רב וסביר שהיא תימצא זכר או הפוך; תוך ימים (לעיתים שעות) מסיום השלב האחרון של ההתנשלות. מידע על הזדווגות בעכבישים הופיע במאמר על חיזור והזדווגות אצל ערסלנית הגינה.