Perioada Cambriană este o perioadă geologică care se extinde de la 542 la 488 milioane de ani în urmă. Timp de multe decenii, a fost renumit pentru că a fost considerată prima perioadă geologică care conține viață multicelulară. Din 1967, totuși, oamenii de știință au stabilit că viața multicelulară a existat înainte de perioada Cambriană (în perioada Ediacaran), deși cea mai mare parte a fost destul de simplă și nemobilă, constând din frunze și pungi cu un aspect matlasat distinct. Totuși, epoca cambriană a fost prima care conținea viață cu adevărat complexă – inclusiv precursorii majorității animalelor moderne. Prin contrast, doar câțiva reprezentanți ai phyla moderne se găsesc în Ediacaran.
Perioada cambriană începe cu apariția celor mai timpurii trilobiți și a numeroase fosile a ceea ce se numește fauna mică de scoici, deși câteva exemple ale acestora din urmă au fost găsite ulterior și în Ediacaranul târziu. Fauna de mici dimensiuni și trilobiții sunt printre cele mai vechi animale cu corp dur din înregistrarea fosilelor și, timp de secole, au fost cele mai vechi fosile cunoscute de animale multicelulare. Arheociatidele („cupe antice”) sunt un alt indicator al începutului Cambrianului, probabil bureți care seamănă cu coralii corn. Arheociatidele au fost primii constructori de recif de pe planetă și au prosperat timp de aproximativ 23 de milioane de ani, până când au intrat într-un declin brusc, acum 520 de milioane de ani.
Pe măsură ce perioada Cambriană a progresat, au apărut multe fosile uimitoare. Atât de multe organisme noi fascinante apar într-un timp atât de scurt din punct de vedere evolutiv (10-15 milioane de ani), încât perioada a fost numită „explozia Cambriană”. Există Marella, un artropod ciudat asemănător trilobiților; Opabina cu cinci ochi, cu o gheară pe o tulpină care iese din cap; „melcul spinos” Wiwaxia, al cărui filum este necunoscut; echidnoderme timpurii; crustacee din grupul tulpinilor; Kerygmachela cu membre spinoase cu cercii ei lungi; peștele timpuriu fără fălci Myllokunmingia, care este cel mai timpuriu vertebrat sau craniat cunoscut; viermi de catifea care pasc buretele; hioliths, animale enigmatice cu scoici conice; monoplacofore, moluște simple cu o singură coajă; brahiopode, animale staționare cu tulpină care seamănă superficial cu bivalvele; și „Regele junglei” din perioada Cambriană, uriașul (pentru vremea lui — avea un metru lungime) „creveți ciudați” Anomalocaris cu ochii săi uriași și anexele de hrănire duble pe cap. Înainte de acest punct, viața animală fusese destul de plictisitoare și simplă.
Cambrianul este distinctiv prin faptul că avea o clasă unică de faune, uneori numite „faune trilobite”, care nu au mai dominat Pământul în nicio epocă. În perioada ordoviciană, imediat după aceea, au apărut noi animale, inclusiv moluște mai avansate precum cefalopodele, care au dat deoparte vechiul ordin. Animalele au crescut și ele; în timp ce majoritatea animalelor din Cambrian nu erau mai mari de câțiva centimetri în lungime, animalele lungi de un picior și mai lungi au devenit mult mai comune în ordovician și perioadele ulterioare.
Un alt lucru pentru care este cunoscută perioada Cambriană este primele fosile cunoscute ale animalelor care merg pe uscat – Protichnite și Climatichnite, urme în formă de chevron de până la 6 inci în diametru, făcute fie de un artropod mare, fie de un organism asemănător unui melc. Probabil că aceste animale nu au petrecut mult timp pe pământ, dar s-ar fi mutat momentan peste nisipurile ude de lângă țărm, pentru a curăţa particulele de hrană care altfel ar fi rămas neatinse.