由于三叶虫是距今5.4亿～4.9亿年的寒武纪里数量和种类最多的化石，因此寒武纪又被称为三叶虫时代。
从距今约6亿年开始，地球上发生了一系列的生物辐射演化事件，至寒武纪时无脊椎动物开始异军突起。包括软体动物的单板类、腹足类、喙壳类、软舌螺类，腕足动物，以及众多分类位置难以确定的已经灭绝的门类，成为寒武纪早期的首批“过客”。其后，以澄江生物群为代表的寒武纪大爆发更是展现了生物演化史上最蔚为壮观的一幕，大多数现生动物的代表都在那时涌现出来。
总的来说，寒武纪出现的生物以海生的无脊椎动物和藻类为主。无脊椎动物中，除了三叶虫以外，还有属节肢动物的三叶形动物、原螯肢类动物，腕足动物，软体动物中的软舌螺类、腹足类、双壳类和头足类，棘皮动物中的海胆、海百合和海扁果等，笔石动物中的树形笔石类，原生动物中的有孔虫，腔肠动物中的钵水母类和水螅类，以及海绵动物中的古杯类，等等。另外还有古虫类，以及脊索动物华夏鳗，原始的脊椎动物海口鱼、昆明鱼等。寒武纪时还没有出现真正的陆生生物，陆地上一片荒芜。（王小娟）
加拿大伯吉斯地区页岩中发现的大量寒武纪底栖生物