Kambrijsko razdoblje je glavna podjela geološkog vremena, koja se proteže od prije otprilike 542 do 488 milijuna godina. To je prvo razdoblje u širem paleozoiku. Kambrij je karakteriziran pojavom širokog spektra složenih, fosilizirajućih višestaničnih organizama. Prije toga, višestanični organizmi bili su više nalik jednostavnim kolonijama (spužve i medusoidi), a ne diferenciranim životinjama.
U razdoblju koje je trajalo oko 10-20 milijuna godina tijekom početka kambrijskog razdoblja dogodio se događaj nazvan kambrijska eksplozija, koji se odnosi na iznenadnu pojavu brojnih dobro očuvanih životinjskih fosila. Tijekom kambrijske eksplozije pojavili su se svi glavni tipovi tijela. Kambrijsko razdoblje je dobilo ime po Cambriji, starijem nazivu za Wales, gdje su fosili iz kambrijskog doba prvi put pronađeni.
Vrijeme prije kambrijskog razdoblja naziva se pretkambrij. Dugo se vremena smatralo da je razdoblje kambrija signaliziralo pojavu višestaničnih fosila općenito, ali otkrića takozvane edijakarske biote u posljednjih pedeset godina dokazala su da su višestanični organizmi postojali i prije kambrija. Međutim, oni nisu bili ni približno tako složeni kao njihovi kambrijski potomci, s kojima imaju samo slabe veze. Prvobitno se smatralo da kopnene biljke nisu postojale tijekom kambrijskog razdoblja, ali molekularno datiranje je pokazalo da je to netačno, a zapravo su postojale neke primitivne kopnene biljke već prije 700 milijuna godina, a gljive koje su živjele na kopnu čak 1000. prije milijuna godina. Mnogi od njih bili su jednostavni organizmi nalik na prostirku ili plahtu.
Mnoge važne vrste prvi put su se pojavile tijekom kambrijskog razdoblja: trilobiti, brahiopodi, člankonošci (vodeni škorpioni) i konodonti (preteče svih kralježnjaka). Svaka moderna životinjska vrsta, osim briozoa, phyla organizma koji gradi grebene, imala je predstavnika u kambriju.
Kambrijsko razdoblje je prvo geološko područje koje je definirano prisutnošću određenih fosila, a ne proizvoljnom podjelom temeljenom na vremenu. Početak razdoblja definiran je pojavom trilobita, a njegov završetak događa se tijekom kambrijsko-ordovičkog izumiranja, prvog velikog događaja izumiranja u fanerozojskom eonu, vremenskog razdoblja koje obuhvaća prije 542 milijuna godina do danas. Ovo izumiranje uništilo je polovicu svih životinjskih vrsta.
Kambrijsko razdoblje može se podijeliti na tri različita razdoblja, od kojih svaki traje oko 12 milijuna godina: rani kambrij, srednji kambrij i furongij. Nakon kambrijskog razdoblja došlo je razdoblje ordovicija.