Ledakan Kambrium adalah periode diversifikasi dan adaptasi besar-besaran di antara kehidupan multiseluler awal, dimulai sekitar 542 juta tahun yang lalu dan berlanjut selama sekitar belasan juta tahun, sebuah kedipan mata dalam waktu evolusioner. Periode ini telah dibuat terkenal oleh fosil yang ditemukan di Burgess Shale, di Pegunungan Rocky Kanada, yang stratanya mampu mengawetkan spesimen dengan sangat baik, bahkan yang memiliki bagian tubuh lunak.
Selama ledakan Kambrium, semua 35 desain tubuh dasar yang mendasari kehidupan modern berevolusi. Karena itu, dikatakan tentang Darwin bahwa “tidak ada yang lebih membuatnya tertekan selain ledakan Kambrium, kemunculan hampir semua desain organik yang kompleks secara kebetulan”. Jika kehidupan seharusnya berevolusi secara bertahap, mengapa begitu banyak filum baru muncul sekaligus?
Dalam mencoba menjelaskan mengapa ledakan Kambrium terjadi ketika itu terjadi, para ilmuwan fokus pada tiga kategori penjelasan: peristiwa ekstrinsik seperti pergolakan biokimia global, mekanisme intrinsik seperti awal genom kompleks, dan mekanisme intrinsik seperti konsekuensi alami ekologi di waktu. Ledakan Kambrium dimulai sekitar 50 juta tahun setelah glasiasi global besar terakhir, suatu jangka waktu yang mungkin diperlukan untuk memunculkan kompleksitas.
Hari ini, ledakan Kambrium tidak terlihat begitu mengejutkan seperti ketika pertama kali ditemukan, meskipun masih bisa dibilang periode evolusi paling penting dalam sejarah kehidupan. Pada awalnya diperkirakan bahwa era Pra-Kambrium tidak memiliki hampir semua jenis organisme multiseluler besar, tetapi penemuan kelas kehidupan yang disebut fauna Ediacaran membuktikan sebaliknya. Kebanyakan fauna Ediacaran relatif sederhana dan seperti spons, dengan tubuh lunak, tetapi penelitian lebih lanjut dan perburuan fosil diperlukan sebelum kita dapat melihat lebih baik catatan fosil dan membandingkannya dengan catatan fosil Kambrium.
Di antara organisme mengesankan yang berkembang selama ledakan Kambrium adalah Aysheaia pedunculata spesies bertubuh lunak seperti ulat, Hallucigenia, makhluk yang tampak seperti ranting dengan duri, banyak trilobita, dan Anomalocaris, mungkin predator puncak pertama di Bumi. Kesulitan mengklasifikasikan banyak organisme ini menambah kegembiraan seputar periode tersebut.