La période cambrienne est une division majeure du temps géologique, s’étendant d’environ 542 à 488 millions d’années. C’est la première période de l’ère paléozoïque au sens large. Le Cambrien se caractérise par l’apparition d’une large gamme d’organismes multicellulaires complexes et fossilisables. Avant cela, les organismes multicellulaires ressemblaient davantage à de simples colonies (éponges et médusoïdes) qu’à des animaux différenciés.
Au cours d’une période d’environ 10 à 20 millions d’années au début de la période cambrienne s’est produit un événement appelé explosion cambrienne, faisant référence à l’émergence soudaine de nombreux fossiles d’animaux bien conservés. Au cours de l’explosion cambrienne, tous les principaux types de corps ont émergé. La période cambrienne tire son nom de Cambria, un ancien nom du Pays de Galles, où des fossiles de l’ère cambrienne ont été découverts pour la première fois.
La période antérieure à la période cambrienne est appelée le précambrien. Pendant longtemps, on a pensé que la période cambrienne marquait l’émergence de fossiles multicellulaires en général, mais les découvertes du soi-disant biote édiacarien au cours des cinquante dernières années ont prouvé que des organismes multicellulaires existaient avant le Cambrien. Cependant, ceux-ci n’étaient pas aussi complexes que leurs descendants cambriens, avec lesquels ils n’ont que des liens ténus. On pensait à l’origine qu’aucune plante terrestre n’existait pendant la période cambrienne, mais la datation moléculaire a montré que cela était faux, et il y avait en fait des plantes terrestres primitives il y a 700 millions d’années, et des champignons terrestres aussi longtemps que 1000 il y a des millions d’années. Beaucoup d’entre eux étaient de simples organismes en forme de tapis ou de feuille.
De nombreuses espèces importantes sont apparues pour la première fois au Cambrien : les trilobites, les brachiopodes, les arthropodes (scorpions d’eau) et les conodontes (les précurseurs de tous les vertébrés). Chaque embranchement animal moderne, à l’exception des bryozoaires, un embranchement d’organismes constructeurs de récifs, avait un représentant au Cambrien.
La période cambrienne est la première zone géologique à être définie par la présence de certains fossiles plutôt que par une division temporelle arbitraire. Le début de la période est défini par l’apparition des trilobites, et sa fin se produit lors des événements d’extinction cambrien-ordovicien, le premier événement d’extinction majeur de l’éon phanérozoïque, une période couvrant 542 millions d’années jusqu’à aujourd’hui. Cet événement d’extinction a anéanti environ la moitié de toutes les espèces animales.
La période cambrienne peut être décomposée en trois périodes distinctes, chacune d’une durée d’environ 12 millions d’années : le Cambrien inférieur, le Cambrien moyen et le Furongien. Après la période cambrienne, vient la période ordovicienne.