In biologia, un esoscheletro si riferisce allo scheletro esterno chitinoso o calcificato utilizzato da numerosi taxa animali per il supporto strutturale e la difesa dai predatori. Gli esoscheletri possono essere contrapposti agli endoscheletri (scheletri interni) che hanno gli esseri umani e altri vertebrati. Nel mondo animale, gli esoscheletri sono molto più comuni degli endoscheletri: milioni di specie hanno esoscheletri, mentre solo poche migliaia hanno endoscheletri. Si ritiene che 18 lignaggi si siano evoluti da soli esoscheletri calcificati, con altri che si sono evoluti chitinosi e altri tipi di esoscheletri. Gli esoscheletri sono particolarmente popolari tra artropodi e molluschi, due dei più grandi phyla animali esistenti.
L’esoscheletro appare per la prima volta nei reperti fossili molto presto, circa 550 milioni di anni fa, quando nei reperti fossili compaiono piccoli animali a forma di tubo chiamati Cloudina. I paleontologi non sono del tutto d’accordo su cosa fosse effettivamente Cloudina, ma l’attuale ipotesi popolare è che fosse un polichete, un anellide marino. La Cloudina è la prima della piccola fauna di gusci, numerosi animali dal guscio carbonato che si sono evoluti proprio all’inizio del Cambriano 545 milioni di anni fa. La comparsa della piccola fauna conchiglia segna l’inizio del periodo Cambriano.
Un esoscheletro ha numerosi vantaggi per l’organismo o il lignaggio che lo evolve: prima di tutto, fornisce protezione. Apparentemente è uno dei meccanismi di difesa più facili da evolvere e probabilmente è emerso nei primi giorni della predazione animale. Anche i primi esoscheletri nella documentazione fossile sembrano avere dei fori, indicativi di predazione. Molti dei primi animali a sviluppare un esoscheletro erano apparentemente molluschi. Kimberella, una creatura simile a un mollusco che esisteva ben 555 milioni di anni fa, aveva un guscio duro, ma non era mineralizzato, il che lo rendeva non un vero esoscheletro. Gli esoscheletri mineralizzati sarebbero apparsi in gran numero poco dopo.
Oltre a proteggere dalla predazione, un esoscheletro fornisce un supporto strutturale per un animale. In alcuni casi, ciò consente loro una dimensione massima maggiore di quella che sarebbero in grado di raggiungere altrimenti. Ad esempio, Dunkelosteus, un pesce di 6 m (20 piedi) considerato uno dei più temibili cacciatori marini di tutti i tempi, era un placodermi, un animale le cui grandi dimensioni erano rese parzialmente possibili dalla robusta armatura che gli copriva la testa. Sebbene i vertebrati siano in generale più grandi degli invertebrati (in parte perché dominano la terra), gli invertebrati di media taglia con esoscheletri sono generalmente migliori di quelli senza, come dimostra il successo del più grande phyla nel regno animale, gli artropodi.