寒武纪大爆发为元古宙（5亿4300万年至25亿年前）和埃迪卡拉纪（5亿4200万年至6亿3500万年前）的结束注下标记，它开启了显生宙、古生代、和寒武纪的时代。在短短的1000万年时间，也可能更多一点或更少一点的时间，动物身体所有的基本构造突然出现。 在加拿大洛矶山脉中的伯吉斯页岩(Burgess Shale)，到处可以看到这一个时期所遗留下来并保存良好的化石，如三叶虫、软体动物、棘皮动物、和许多其它的生物。也有一种理论认为，海洋中氧含量的增加，掠食性动物在猎捕过程中的演化和发明，可能是造成在埃迪卡拉纪时期，大部分的动物群绝灭的原因，而物种在演化上的创新造成了寒武纪大爆发，可从掠食者和猎物之间看出物种进化的轨迹。

还有在寒武纪大爆发时期出现很多不同形状的生物，都是在化石记录里首次出现，这些生物有可能在埃迪卡拉纪或更早之前就已经进化了，不过有关更早期的化石，遗留下来的数量不多，或只能说更早期的生物没有变成化石，所以无法从现有的化石记录里求证其演化过程。在寒武纪早期的岩石中出现一些奇怪的生物化石，人们认为这些奇怪的生物就足以代表所有奇特种类的动物，跟后续时期出现较为接近现代化的生物没有任何近亲的关系，原本被认为平淡无奇，如今都被认为是具有罕见形状的生物，比如说身上长著尖刺状的怪诞虫(Hallucigenia)，今天如大家所知是属于一种天鹅绒虫(velvet worm)。