Wirbeltiere sind Tiere mit einem Rückgrat, auch bekannt als Wirbelsäule. Sie machen den größten Teil des Stammes Chordata aus, einer von 38 Tierstämmen. Alle anderen Stämme sind ausschließlich wirbellos. Ein paar Mitglieder des Stammes Chordata, Lanzetten und Manteltiere, sind wirbellose Tiere. Lanzetten haben nur eine Chorda und keine echte Wirbelsäule, und Manteltiere haben nur in der frühen Entwicklung eine Chorda. Fische, Haie, Rochen, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere (einschließlich des Menschen) sind Wirbeltiere.
Der evolutionäre Hauptgrund für die Evolution von Wirbeltieren ist die Notwendigkeit einer starken Stützstruktur für Haltbarkeit und strukturelle Integrität. Die Wirbelsäule fungiert auch als Autobahn für das Nervensystem und unterstützt eine größere Komplexität. Die ersten Wirbeltiere sind aus Fossilien im Maotianshan-Schiefer in China bekannt, die vor 525 bis 520 Millionen Jahren während einer Episode der adaptiven Strahlung, der Kambrischen Explosion, datiert wurden. Sie sind einfache kieferlose Fische wie Myllokunmingia, die eine oberflächliche Ähnlichkeit mit modernen Hexenfischen aufweisen. Diese Fische sind etwa 30 Millionen Jahre älter als andere Wirbeltierfossilien.
Unter den Wirbeltieren waren Fische die ersten, die Gliedmaßen entwickelten und an Land gingen und zu Amphibien wurden. Eine Reihe von Amphibien entwickelte schuppige Haut und Amnioneier und wurde zu Reptilien, der ersten Wirbeltierlinie, die das Innere des Kontinents besiedelte. An Land ist die Evolutionsstrategie der Wirbeltiere besonders erfolgreich für alle Tiere, die größer als einige Zentimeter sind und über eine ausreichende strukturelle Integrität verfügen müssen, um ihr eigenes Gewicht zu tragen. Aus diesem Grund sind die größten Landtiere seit Hunderten von Millionen Jahren Wirbeltiere. In jüngerer Zeit waren die Wale (Wale, die sich vor nur 50 Millionen Jahren aus Landtieren entwickelt haben) die größten Tiere der Meere, so dass Wirbeltiere sowohl an Land als auch auf See die größten Tiere darstellen.
Wirbeltiere sind nach ihren Wirbeln, segmentierten Abschnitten der Wirbelsäule, benannt. Diese segmentierten Abschnitte verleihen der Wirbelsäule eine gewisse Flexibilität, während sie ihre Stärke beibehalten. Die Wirbel sind von Nervenfasern umgeben, die über elektrische Signale Befehle vom Gehirn an alle Gliedmaßen übermitteln. Wenn bei einem Wirbeltier die Wirbelsäule gebrochen wird, stirbt es normalerweise, obwohl der Mensch chirurgische Formen entwickelt hat, um gebrochene Wirbelsäulen zu reparieren, solange der Schaden nicht zu groß ist.