La evolución de la cavidad corporal (también conocida como celoma, pronunciado «seel-um») fue crucial para permitir el desarrollo de animales más grandes y complejos. Los animales con uno, que son la gran mayoría, se conocen como coelomatos, mientras que los animales sin uno se denominan acoelomados. También hay animales sin un verdadero celoma, que en cambio tienen una estructura llamada pseudocele. Estos incluyen nematodos, rotíferos, kinorhynchans (dragones de barro), nematomorfos, gastrotrichs, loriciferans (cabezas de cepillo), priapulidans (gusanos del pene), acanthocephalans (gusanos de cabeza espinosa) y entoproctans (gusanos caliciformes). La mayoría de estos son microscópicos.
Las cavidades corporales siempre están llenas de líquido. El propósito del espacio es permitir que los órganos se deslicen independientemente de la pared del cuerpo, amortiguar los órganos y permitir un fácil intercambio químico entre los órganos y el resto del cuerpo. Se cree que evolucionaron en bilaterianos triploblásticos (animales simétricos bilateralmente con tres capas de tejido) hace unos 600 millones de años, en los albores de los organismos multicelulares conocidos en general. Los animales con una cavidad corporal evolucionaron a partir de cnidarios básicos, que podrían haberse parecido a la hidra moderna, que no la tiene. Una teoría sostiene que la cavidad evolucionó a partir de las bolsas gástricas (estómagos) de los primeros cnidarios.
En un momento, se pensó que los animales acelomados estaban todos relacionados entre sí, formando un clado independiente. Ahora se sabe que esto es falso, ya que la mayoría de los científicos están de acuerdo en que los triploblastos acoelomados (cualquier animal además de los cnidarios o esponjas) evolucionaron a partir de ancestros coelomatos. Esta reducción del celoma se produce debido a un proceso de racionalización evolutiva y es particularmente común entre los parásitos. Debido a que carecen de un medio eficiente para transferir nutrientes y otras sustancias químicas entre los órganos y el resto del cuerpo, los animales acelomados tienden a ser planos, ya que esto hace posible la difusión. Además de solo una cavidad corporal, los animales coelomados a menudo tienen órganos circulatorios dedicados para moverse alrededor de fluidos corporales ricos en nutrientes y oxígeno.