为明确刺参养殖池塘大量出现的一种潜在敌害生物种类以及不同养殖区域的遗传关系，本研究采用形态学和分子生物学方法确定了小头虫的种类，并基于18S rDNA、COI和ITS基因序列，对山东东营和青岛两个地理群体的遗传多样性及遗传结构进行解析，结果显示，虫体外观呈红色，长7.94～25.27 mm，宽0.65～0.94 mm，头部呈圆锥状或钝圆形；胸部九个胸节，前七胸节具毛状刚毛；雄体在第八、九胸节具有钩状生殖棘；雌体在腹部具成对的卵巢；身体背部圆形，腹部较扁平，后腹部无鳃；尾部末端具肛门。基于线粒体CO I基因系统发育树和序列比对，发现其与Capitella teleta聚为一支且序列相似性为99.11%。结合形态学特征及CO I基因分析结果，确定山东刺参养殖池塘的小头虫为C. teleta。不同地区小头虫的遗传进化分析结果显示，中国山东C. teleta和韩国C. teleta以及日本C. teleta的亲缘关系最近，进一步说明刺参养殖池塘中的小头虫为C. teleta。东营和青岛小头虫群体的遗传多样性和AMOVA分析结果显示，东营群体遗传多样性高于青岛群体，两个地理群体的亲缘关系较远，两个群体存在一定程度的遗传分化。研究结果明确了刺参养殖池塘中小头虫的种类以及不同养殖区域小头虫群体的遗传关系，为构建刺参健康养殖技术提供了科学依据。