Kambriyen patlaması, 541 milyon ile yaklaşık 530 milyon yıl önce, Kambriyen Dönemi'nin başında canlıların eşi benzeri görülmemiş bir şekilde ortaya çıkışı . Olay, modern hayvan yaşamını oluşturan büyük filumların çoğunun (20 ile 35 arasında) ortaya çıkmasıyla karakterize edildi . Bu süre zarfında başka birçok filum da gelişti ve bunların büyük çoğunluğu takip eden 50 ila 100 milyon yıl içinde tükendi . İronik bir şekilde, en başarılı modern filumların çoğu ( tüm omurgalıları kapsayan kordalılar dahil ) Kambriyen topluluklarında nadir bulunan elementlerdir; Eklembacaklıları içeren filumlar vesüngerler , Kambriyen döneminde sayısal olarak en baskın taksonları (taksonomik gruplar) içeriyordu ve bunlar nesli tükenen taksonlardı.
Kambriyen Dönemi'nin başlangıcı, kalsiyum karbonat kabukları gibi sert vücut parçalarının evrimi ile işaretlenir. Bu vücut parçaları, yumuşak dokulara göre daha kolay fosilleşir ve böylece fosil kayıtları, ortaya çıktıktan sonra çok daha eksiksiz hale gelir. Pek çok hayvan soyu birbirinden bağımsız olarak yaklaşık aynı zamanda sert kısımlar geliştirdi. Bunun nedenleri hala tartışılıyor, ancak önde gelen bir teori, oksijen miktarınınatmosfer nihayet büyük, karmaşık hayvanların var olmasına izin verecek seviyelere ulaştı. Oksijen seviyeleri , vücuttaki sert yapıların temeli olan bir protein yapı taşı olan kollajen üreten metabolik süreçleri de kolaylaştırmış olabilir .
Erken Kambriyen'de (541 ila 510 milyon yıl önce) meydana gelen diğer büyük değişiklikler arasında, deniz tabanının üzerinde yatmak yerine çökeltilere giren hayvan türlerinin gelişimi ve ilk karbonat resiflerinin evrimi sayılabilir. arkeocyathid adı verilen süngerimsi hayvanlar tarafından yapılmıştır .
Anomalocaris canadensis'in taslağı. Anomalocaris cinsinin üyeleri, Kambriyen Dönemi'nin en büyük deniz yırtıcılarıydı.
Erken Kambriyen'de biyosferin büyük bölümü dünya okyanuslarının kenarlarıyla sınırlıydı ; karada yaşam bulunmadı (muhtemelen nemli tortudaki siyanobakteriler [önceden mavi-yeşil algler olarak biliniyordu] dışında), nispeten az sayıda pelajik tür (açık denizde yaşayan biyota) vardı ve okyanus derinliklerinde yaşayan hiçbir organizma yoktu. Bununla birlikte, deniz tabanının sığ bölgelerindeki yaşam zaten çok çeşitliydi. Bu erken suekosistem , nispeten büyük etçil Anomalocaris'i , tortu besleyen trilobitleri (erken eklembacaklılar) ve yumuşakçaları , süspansiyonla beslenen süngerleri, çeşitli leş yiyen eklembacaklıları ve hatta muhtemelen onikofor Aysheaia gibi parazitleri içeriyordu . Bu nedenle, iyi gelişmiş bir su ekosisteminin bu zamana kadar okyanus sığlıklarında zaten faaliyette olması muhtemel görünüyor.
Kambriyen Dönemi'nden sonra biyosfer nispeten hızlı bir şekilde genişlemeye devam etti. Ordovisyen Dönemi'nde ( 485,4 milyon ila 443,4 milyon yıl önce), bryozoanlar , brakiyopodlar , mercanlar , nautiloidler ve krinoidleri içeren klasik Paleozoik deniz faunası gelişti. Birçok deniz türü, çevresel değişiklikler nedeniyle Ordovisiyen'in sonlarına doğru öldü. Silüryen Dönemi (443,4 milyon ila 419,2 milyon yıl önce), okyanuslardaki birçok süspansiyon besleyicinin hızlı bir evriminin meydana geldiği bir zamanı işaret ediyor. Sonuç olarak, nautiloidler gibi pelajik avcılar çoğaldı . Gnathostome balıkları, en eski kraniatlar, Silüriyen zamanlarının sonlarına doğru yaygınlaştı .