Parmi les premiers invertébrés à s'être repandus dans la mers dès le début du paléozoïque figurent les trilobites. Ce sont les plus primitifs des arthopodes ( classe dont font également partie les mérostomes, les crustacés, les insectes, les araignées, et scorpions...), et cependant, ils présente déjà une anatomie remarquablement perfectionnée. Les trilobites, ainsi nommés parce leur corps est longitudinalement trilobé par deux sillons plus ou moins marqués, se caractérisent par une carapace céphalique montrant généralement deux yeux bien développés ,par un thorax à segments mobiles où s'incèrent les pattes, et par une queue ( ou pygidium ) a segments soudés. Ils constituent un groupe exclusivement fossile, apparu au cambrien inférieur et qui s'est extraordinairement diversifé durant la première moitié du paléozoïque ( surtout au cours de l'ordovivien ), puis a décliné pour finalement s'éteindre au tout début du mézoïque. On pense que leur déclin est dû en partie à l'expension des mollusques céphalopodes, et surtout des Nautiloïdes pour lesquels ils devaient constituer des proies assez faciles. Les trilobites, en effet, n'étaient certainement pas de bons nageurs, mais devaient par contre se déplacer assez facilement sur les fonds vaseux où ils pouvaient probablement se camoufler en cas de danger, en s'enfouissant légérement dans le sédiment : les anciens fonds marins où ils vivaient portent la marque d'assez nombreuses traces de locomotion pouvant leur être attribuées. Ils se reproduisaient en pondant des oeufs, leur croissance s'accompagnait d'un certain nombre de mues. Leur taille, selon les genres, peut varier de 1 à 70 cm, et de nombreuses formes avaient la faculté de s'enroulet à la manière des actuels cloportes : ils pouvaient ainsi protéger les organes délicats de leur face ventrale. La plupart possédaient une paire d'yeux très développés, à facettes comme ceux des insectes, mais quelques groupes en étaient totalement dépourvus, menant une vie aveugle. Les trilobites étaient très certainement détrivore, ce nourrissant des particules alimentaires de toute sorte disséminées à la surface des sédiments.