Revolusi substrat Kambrium adalah peristiwa evolusioner penting yang terjadi pada awal periode Kambrium 542 juta tahun yang lalu. Revolusi terdiri dari burrower pertama yang menggali jauh ke dalam substrat, daripada merumput di permukaan atau tepat di bawah tikar mikroba yang mendominasi dasar laut pada saat itu. Faktanya, awal Kambrium secara internasional ditentukan oleh kemunculan pertama Trichophycus pedum, fosil jejak yang ada di mana-mana dengan pola perulangan yang khas. Penggali yang membuat jejak fosil tidak diketahui, tetapi mungkin siput atau artropoda primitif.
Sebelum revolusi substrat Kambrium, dasar laut terdiri dari tikar mikroba di atas substrat keras, berlapis, sulfida, anoksik. Hewan hidup di atas tikar, menempel padanya melalui pegangan, menyerempet permukaan tikar, tertanam di dalamnya, atau langsung bersembunyi di bawahnya. Karena substrat di bawahnya hampir sepenuhnya anoksik (tanpa oksigen), substrat itu dipenuhi dengan bakteri pereduksi sulfat, yang memancarkan hidrogen sulfida, beracun bagi sebagian besar organisme lain, yang membuat mereka enggan menggali lebih dalam.
Setelah miliaran tahun substrat didominasi oleh bakteri pereduksi sulfat, beberapa organisme perintis mulai menggali lebih dalam ke substrat, membuatnya lebih longgar dan teroksigenasi. Ini memulai siklus umpan balik dimana substrat menjadi kurang bermusuhan dengan hewan, dan hewan mengambil inisiatif menggali di dalamnya lebih agresif, memakan bakteri dan hewan lain yang menjajah lingkungan oksigen baru. Hasil akhirnya adalah evolusi berbagai organisme penggali dan pembukaan ceruk samudra baru. Oksigenasi lapisan atas substrat mungkin telah berkontribusi pada ledakan Kambrium, peristiwa besar radiasi evolusioner yang terjadi segera setelah revolusi substrat Kambrium. Sebaliknya, ledakan Kambrium mungkin memiliki penyebab lain, dan revolusi substrat Kambrium mungkin merupakan efek samping dari diversifikasi organisme.
Ada tiga keuntungan utama dari menggali yang akan mempercepat revolusi substrat Kambrium setelah dimulai: ketersediaan makanan, penjangkaran (yang mencegah hewan hanyut oleh arus), dan menghindari pemangsa. Karena predator cenderung lebih besar dan kurang bermanuver daripada hewan kecil, beberapa dari mereka akan menggali ke dalam substrat berlumpur. Revolusi substrat Kambrium adalah awal dari akhir untuk tikar mikroba, yang sekarang hanya ditemukan di lingkungan ekstrim yang tidak ramah bagi penggali, seperti danau air asin dan bagian terdalam dari dasar laut.