Kambrijsko razdoblje je geološko razdoblje koje se proteže od prije 542 do 488 milijuna godina. Dugi niz desetljeća bio je poznat po tome što se smatralo prvim geološkim razdobljem koje je sadržavalo višestanični život. Međutim, od 1967. znanstvenici su utvrdili da je višestanični život postojao prije kambrijskog razdoblja (u edijakarskom razdoblju), iako je većina bio prilično jednostavan i nepomičan, sastojao se od listova i vrećica s izrazitim prošivenim izgledom. Ipak, kambrijsko doba bilo je prvo koje je sadržavalo uistinu složen život – uključujući prethodnike većine modernih životinjskih vrsta. Nasuprot tome, samo nekoliko predstavnika modernih phyla nalazi se u Ediacaranu.
Kambrijsko razdoblje počinje pojavom najranijih trilobita i brojnih fosila onoga što se naziva fauna malih školjki, iako su neki primjeri potonjeg naknadno pronađeni iu kasnom Ediakaranu. Fauna malih školjki i trilobiti su među najranijim životinjama tvrdog tijela u fosilnim zapisima i stoljećima su bili najraniji poznati fosili višestaničnih životinja. Arheociatide (“drevne čaše”) su još jedan biljeg početka kambrija, vjerojatne spužve koje nalikuju koraljima od roga. Arheociatidi su bili prvi graditelji grebena na planetu i uspjeli su oko 23 milijuna godina sve dok nisu naglo opali prije 520 milijuna godina.
Kako je kambrijsko razdoblje napredovalo, pojavljuju se mnogi nevjerojatni fosili. Toliko se fascinantnih novih organizama pojavi u tako evolucijski kratkom vremenu (10-15 milijuna godina) da je to razdoblje nazvano “kambrijskom eksplozijom”. Tu je Marella, neobičan člankonožac sličan trilobitu; petooka Opabina, s pandžom na stabljici koja viri iz glave; “bodljasti puž” Wiwaxia, čiji je tip nepoznat; rani bodljikaši; rakovi iz grupe stabljika; bodljasta Kerygmachela sa svojim dugim cercima; rana riba bez čeljusti Myllokunmingia, koja je najraniji poznati kralježnjak ili kranijat; baršunasti crvi koji pasu spužva; hioliti, zagonetne stožaste školjke; monoplacophorans, jednostavni mekušci s jednom ljuskom; brahiopodi, stacionarne životinje s peteljkama koje površno nalikuju školjkama; i “Kralj džungle” iz kambrijskog razdoblja, golemi (za svoje vrijeme – bio je dugačak jedan metar) “čudni škamp” Anomalocaris sa svojim ogromnim očima i dvostrukim dodacima za hranjenje na glavi. Prije ove točke, život životinja je bio prilično dosadan i običan.
Kambrij je karakterističan po tome što je imao jedinstvenu klasu fauna, ponekad nazvanu “trilobitne faune” koje nikada više nisu dominirale Zemljom ni u jednom dobu. U razdoblju ordovicija, odmah nakon toga, pojavile su se nove životinje, uključujući naprednije mekušce kao što su glavonošci, koji su odbacili stari poredak. Životinje su također postale veće; dok većina životinja u kambriju nije bila veća od nekoliko inča u duljinu, noge dugačke i duže životinje postale su mnogo češće u ordoviciju i kasnijim razdobljima.
Još jedna stvar po kojoj je kambrijsko razdoblje poznato jesu prvi poznati fosili u tragovima životinja koje hodaju kopnom – Protichnites i Climatichnites, tragovi u obliku chevrona promjera do 6 inča koje je napravio veliki člankonožac ili organizam nalik pužu. Ove životinje vjerojatno nisu provodile puno vremena na kopnu, ali su se možda na trenutak kretale preko mokrog pijeska uz obalu kako bi pokupile čestice hrane koje bi inače ostale netaknute.