L’evoluzione della cavità corporea (nota anche come celoma, pronunciato “seel-um”) è stata fondamentale per consentire lo sviluppo di animali più grandi e complessi. Gli animali con uno – che sono la stragrande maggioranza – sono conosciuti come celomati, mentre gli animali senza uno sono chiamati acelomati. Esistono anche animali privi di vero celoma, che invece hanno una struttura detta pseudocele. Questi includono nematodi, rotiferi, kinorhynchans (draghi di fango), nematomorfi, gastrotrichi, loriciferi (teste di spazzola), priapulidans (vermi del pene), acanthocephalans (vermi dalla testa spinosa) ed entoproctans (vermi calice). La maggior parte di questi sono microscopici.
Le cavità del corpo sono sempre piene di liquido. Lo scopo dello spazio è quello di far scivolare gli organi indipendentemente dalla parete del corpo, attutire gli organi e consentire un facile scambio chimico tra gli organi e il resto del corpo. Si pensa che si siano evoluti in bilateri triploblastici (animali bilateralmente simmetrici con tre strati di tessuto) circa 600 milioni di anni fa, intorno agli albori degli organismi multicellulari conosciuti in generale. Gli animali con una cavità corporea si sono evoluti dagli cnidari di base, che avrebbero potuto assomigliare a qualcosa di moderno come l’idra, che non ne ha uno. Una teoria sostiene che la cavità si sia evoluta dalle tasche gastriche (stomaci) dei primi cnidari.
Ad un certo punto, si pensava che gli animali acelomati fossero tutti imparentati tra loro, formando un clade indipendente. Questo è ora noto per essere falso, poiché la maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che i triploblasti acelomati (qualsiasi animale oltre agli cnidari o alle spugne) si siano evoluti da antenati celomati. Questa riduzione del celoma avviene a causa di un processo di razionalizzazione evolutiva, ed è particolarmente comune tra i parassiti. Poiché non dispongono di un mezzo efficiente per trasferire nutrienti e altre sostanze chimiche tra gli organi e il resto del corpo, gli animali acelomati tendono ad essere piatti, poiché ciò rende possibile la diffusione. Oltre a una semplice cavità corporea, gli animali celomati hanno spesso organi circolatori dedicati per muoversi nei fluidi corporei ricchi di nutrienti e ossigeno.