Los vertebrados son animales con columna vertebral, también conocida como columna vertebral. Constituyen la mayor parte del phylum Chordata, uno de los 38 phyla animales. Todos los demás filos son exclusivamente invertebrados. Un par de miembros del filo Chordata, lancetas y tunicados, son invertebrados. Las lancetas solo tienen una notocorda en lugar de un verdadero canal espinal, y los tunicados solo tienen una notocorda durante el desarrollo temprano. Los peces, tiburones, rayas, anfibios, reptiles, aves y mamíferos (incluidos los humanos) son vertebrados.
La principal razón evolutiva de la evolución de los vertebrados es la necesidad de una estructura de soporte fuerte para la durabilidad y la integridad estructural. La columna vertebral también actúa como una superautopista para el sistema nervioso, soportando una mayor complejidad. Los primeros vertebrados se conocen a partir de fósiles en las lutitas de Maotianshan en China, que datan de hace entre 525 y 520 millones de años, durante un episodio de radiación adaptativa llamado explosión cámbrica. Son peces simples sin mandíbulas como Myllokunmingia, que tienen un parecido superficial con los peces bruja de hoy en día. Estos peces son anteriores a otros vertebrados fósiles en unos 30 millones de años.
Entre los vertebrados, los peces fueron los primeros en desarrollar extremidades y empezar a caminar sobre la tierra, convirtiéndose en anfibios. Una línea de anfibios desarrolló piel escamosa y huevos amnióticos, convirtiéndose en reptiles, la primera línea de vertebrados en colonizar los interiores continentales. En tierra, la estrategia evolutiva de los vertebrados es particularmente exitosa para cualquier animal de más de unos pocos centímetros de longitud, que debe tener suficiente integridad estructural para soportar su propio peso. Por esta razón, los animales terrestres más grandes han sido vertebrados durante cientos de millones de años. Más recientemente, los cetáceos (ballenas, que evolucionaron hace solo 50 millones de años a partir de animales terrestres) han sido los animales más grandes de los mares, por lo que los vertebrados constituyen los animales más grandes tanto en la tierra como en el mar.
Los vertebrados se nombran por sus vértebras, secciones segmentadas de la columna vertebral. Estas secciones segmentadas le dan a la columna vertebral cierta flexibilidad mientras mantienen su fuerza. Las vértebras están rodeadas de fibras nerviosas que envían comandos, a través de señales eléctricas, desde el cerebro a todas las extremidades. Si a un vertebrado se le rompe la columna vertebral, generalmente muere, aunque los seres humanos han desarrollado formas de cirugía para reparar la columna vertebral rota, siempre que el daño no sea demasiado grande.