캄브리아기와 오르도비스기에 번성한 절지동물문의 한 아문(亞門)으로 바다산의 화석동물. 고생대 말에 절멸했다.

대부분은 바다에서 저서생활을 했고, 환경에의 적응으로 몸은 납작하고 등쪽에 눈이 있다. 부유성인 것도 있고 눈이 퇴화한 것도 있는데 진흙 속에서 살았던 것으로 추측된다.

크기는 1~10cm가 보통이고 유럽의 오르도비스기 지층에서 산출된 것은 70cm에 달하는 것도 있다.

몸의 길이를 따라 중앙에 융기되어 있는 축부와 양쪽으로 편평한 늑부의 세 부분으로 이루어져 삼엽충이라는 이름이 붙었다.

몸은 머리·가슴·꼬리의 세 부분으로 나뉘고 키틴질로 덮여 있다.

등에는 인산칼슘 성분의 배갑(背甲)이 있다.

머리는 일반적으로 반달 모양이고, 중앙에 융기한 두안(頭鞍)과 양쪽의 볼(頰)로 이루어져 있다.

겹눈이 있는 것도 있다.

가슴과 꼬리는 많은 몸마디로 이루어져 있는데 가슴의 몸마디는 가동적(可動的)이어 서 몸을 구부릴 수 있는 반면 꼬리의 것은 유합하여 하나의 판으로 되어 있다.

배면에는 각 몸마디가 유영에 사용하는 부속지가 한 쌍씩 있다.

30회 가량의 탈피를 하여 성체가 된다고 추정된다.

삼엽충의 쇠퇴기와 어류의 번영기가 거의 일치하는데, 이 점으로 미루어 삼엽충이 어류의 먹이가 되었고, 그것이 삼엽충이 쇠퇴하게 된 하나의 이유라고 추정된다.

삼엽충은 고생대를 통해 현저한 분화가 이루어져 많은 종이 있어 현재까지 보고된 삼엽충은 1,500속 1만여 종에 달하며 고생대의 중요한 표준화석이다.