D’une taille variant de quelques millimètres à plusieurs dizaines de centimètres, les trilobites arborent une carapace recouverte de chitine (comme les scarabées actuels). Ces animaux se déplacent sur le fond des océans grâce à leurs petites pattes situées sous le thorax. Leur tête est munie de deux grands yeux et leur corps se termine par un abdomen segmenté.

Les trilobites ne sont pas les premières formes de vie à avoir succédé aux stromatolithes. Ces symboles de cette première vague de l’évolution partagent les océans avec de nombreuses autres espèces animales. Eponges, vers, arthropodes, mollusques et autres échinodermes (comme les actuels oursins) constituent cette faune primitive étonnamment diversifiée. Ces animaux sont par ailleurs accompagnés de divers végétaux, dont ils se nourrissent.

La science doit beaucoup de sa connaissance de l’écosystème marin de cette période au gisement de Burgess (Canada). Situé dans les montagnes Rocheuses, ce site paléontologique exceptionnel a livré des fossiles de plus d’une centaine d’espèces animales qui peuplaient alors les océans.