Les organismes cambriens vivaient à l’époque cambrienne, il y a environ 542 à 488 millions d’années. L’ère cambrienne est célèbre pour l’explosion cambrienne, une période abrupte de rayonnement adaptatif au cours de laquelle des représentants de tous les phylums animaux modernes (à l’exception des bryozoaires) sont apparus. Cela s’est produit il y a environ 530 millions d’années et a duré environ 10 millions d’années.
Le début de la période cambrienne a été traditionnellement défini comme l’émergence d’arthropodes en forme de bouclier appelés trilobites et d’éponges primitives (et les premiers constructeurs de récifs) appelées archéocyathides (littéralement ancienne coupe). Depuis lors, son début a été redéfini comme un événement d’extinction qui marque la limite Cambrien-Précambrien. L’heure de cet événement a été très précisément définie en utilisant les changements dans les rapports isotopiques du carbone survenus au cours de cette période, qui indiquent une baisse importante de la biomasse planétaire.
Les faunes cambriennes ont été les premières faunes véritablement diversifiées à évoluer. Le début de la période cambrienne est marqué par les trilobites boisés et les archéocyathides, en plus de la petite faune coquilliante un peu plus ancienne, les premiers organismes connus à carapace dure, considérés comme de simples brachiopodes. Au début du Cambrien, des traces fossiles distinctives apparaissent, notamment des terriers verticaux et d’autres traces que l’on pense avoir été laissées par les premiers animaux à développer des squelettes hydrostatiques. Un squelette hydrostatique n’est pas du tout un squelette dur, mais plutôt une cavité corporelle remplie de liquide qui est attachée et tirée par les muscles environnants.
Tout au long de la période cambrienne, une variété d’animaux invertébrés – et quelques premiers vertébrés sous la forme de poissons sans mâchoire – ont évolué. Il s’agit notamment des méduses, des premiers crustacés, des éponges, des Priapulida, de la très commune Marrella (un parent des trilobites), du minuscule arachnomorphe Yohoia, du trilobite à corps mou Naraoia et de merveilles étranges dont l’étrange Opabinia à cinq yeux, une vague crevette -comme un arthropode avec un appendice griffu s’étendant de sa bouche, l’énorme (selon les normes cambriennes) Anomalocaris, qui était le premier prédateur au sommet, le ver de velours épineux Hallucigenia et l’étrange Odontogriphus ressemblant à une règle.
Environ la moitié de la faune cambrienne s’est éteinte au cours des événements d’extinction cambrien-ordovicien à la fin de la période. Les brachiopodes, les conodontes et les trilobites ont été fortement impactés. Les trilobites n’ont plus jamais été aussi nombreux ou diversifiés.