اگرچه برخی بحث‌های علمی در مورد اینکه چه لایه‌های فسیلی باید آغاز دوره را نشان دهند وجود دارد، کنگره بین‌المللی زمین‌شناسی مرز پایینی این دوره را 543 میلیون سال پیش با اولین حضور در فسیل کرم‌هایی که حفره‌های افقی ایجاد می‌کردند، قرار می‌دهد. پایان دوره کامبرین با شواهدی در پرونده فسیلی یک رویداد انقراض دسته جمعی در حدود 490 میلیون سال پیش مشخص شده است. پس از دوره کامبرین، دوره اردویسین قرار گرفت. این دوره نام خود را از کامبریا، نام رومی ولز گرفته است، جایی که آدام
سدویک، یکی از پیشگامان زمین‌شناسی، لایه‌های سنگی را مطالعه کرد. چارلز داروین یکی از شاگردان او بود. (اما سدویک هرگز نظریه تکامل و انتخاب طبیعی داروین را نپذیرفت.)
آب و هوای دوره کامبرین:
در اوایل کامبرین، زمین به طور کلی سرد بود، اما با عقب نشینی یخچال های طبیعی اواخر پروتروزوییک ائون، به تدریج در حال گرم شدن بود. شواهد تکتونیکی نشان می دهد که تک ابرقاره رودینیا از هم جدا شد و در اوایل تا اواسط کامبرین دو قاره وجود داشت. گندوانا، در نزدیکی قطب جنوب، یک ابرقاره بود که بعداً بخش زیادی از سرزمین آفریقای مدرن، استرالیا، آمریکای جنوبی، قطب جنوب و بخش‌هایی از آسیا را تشکیل داد. Laurentia، نزدیکتر به خط استوا، از خشکی‌هایی تشکیل شده بود که در حال حاضر بیشتر آمریکای شمالی و بخشی از اروپا را تشکیل می‌دهند. افزایش سطح ساحلی و جاری شدن سیل به دلیل عقب نشینی یخبندان، محیط های دریایی کم عمق تری را ایجاد کرد.
تصویر بالا فسیل Spartobranchus tenuis از شیل Burgess در کانادا. این حیوان دارای ویژگی‌هایی از کرم‌های بلوط مدرن و کرم‌های لوله‌ای مدرن به نام پتروبانچ است.
در این مرحله، هنوز هیچ حیاتی در خشکی وجود نداشت. همه زندگی آبزی بود در اوایل دوره کامبرین، کف دریا توسط یک "حصیر" از حیات میکروبی بالای یک لایه ضخیم از گل بدون اکسیژن پوشیده شده بود. اولین اشکال حیات چند سلولی در اواخر پروتروزوییک برای "چریدن" میکروب ها تکامل یافته بود. این موجودات چند سلولی اولین کسانی بودند که شواهدی از طرح بدنی دوطرفه نشان دادند. این «کرم‌های» تقریباً میکروسکوپی شروع به نقب زدن کردند و گل کف اقیانوس را با هم مخلوط کردند و اکسیژن رسانی کردند. در طول این مدت، اکسیژن محلول در آب به دلیل وجود سیانوباکتری ها افزایش می یافت.
اواسط دوره کامبرین با یک رویداد انقراض آغاز شد. بسیاری از موجودات صخره ساز و همچنین اولیه ترین تریلوبیت ها از بین رفتند. یک فرضیه نشان می دهد که این به دلیل کاهش موقت اکسیژن ناشی از بالا آمدن آب سردتر از نواحی عمیق اقیانوس است. این افزایش در نهایت منجر به ایجاد انواع محیط های دریایی از اعماق اقیانوس تا مناطق کم عمق ساحلی شد. دانشمندان فرض می کنند که این افزایش در طاقچه های اکولوژیکی موجود، زمینه را برای تشعشعات ناگهانی در اشکال حیات که معمولاً "انفجار کامبرین" نامیده می شود، فراهم می کند.
فسیل های دوره کامبرین:
دانشمندان برخی از بهترین نمونه‌ها را برای «آزمایش‌های تکاملی» دوره کامبرین در بسترهای فسیلی سازند سیریوس پاست در گرینلند پیدا کردند. چنجیانگ، چین؛ و برگس شیل بریتیش کلمبیا. این تشکل‌ها قابل توجه هستند زیرا شرایط فسیل‌سازی منجر به برداشت‌هایی از قسمت‌های سخت و نرم بدن و کامل‌ترین سوابق از انواع موجودات زنده در دوره کامبرین شد. سازند سیریوس پاست دارای فسیل هایی است که تخمین زده می شود مربوط به اوایل دوره کامبرین باشد. بندپایان فراوان ترین هستند.
Sirius Passet اولین نشانه های فسیلی از روابط پیچیده شکارچی/شکار را دارد. به عنوان مثال، هالکیریا حیواناتی به شکل حلزون با کلاهک صدفی در دو انتها بودند. بقیه بدن با صفحات زرهی کوچکتر روی یک پا نرم حلزون مانند پوشیده شده بود. مشخص نیست که آیا آنها بیشتر با آنلیدها، مانند کرم‌های خاکی و زالوهای امروزی، مرتبط هستند یا یک نرم تن ابتدایی هستند. برخی از نمونه‌ها در حالت‌های دفاعی خمیده مانند حشرات قرص‌های مدرن یافت شده‌اند. روابط شکارچی / شکار فشار انتخاب شدیدی را ایجاد می کند که منجر به گونه زایی سریع و تغییرات تکاملی می شود.
آنومالوکاریس فوق شکارچی ترسناک یک متری.
فسیل‌های شیل برگس متعلق به اواخر کامبرین است. تنوع به طرز چشمگیری افزایش یافته بود. حداقل 12 گونه تری لوبیت در شیل برگس وجود دارد. در حالی که در Sirius Passet، تنها دو مورد وجود دارد. واضح است که نمایندگان هر گروه جانوری، به جز بریوزوآ، در این زمان وجود داشتند. بزرگترین شکارچی Anomalocaris بود، یک حیوان شناگر آزاد که با خم کردن بدن لوبی خود در آب موج می زد. چشمان مرکب واقعی و دو زائده نوک پنجه در جلوی دهانش داشت. این بزرگترین ترسناک ترین شکارچی دوره کامبرین بود، اما در اردویسین زنده نماند. قدیمی ترین حیوان وتر شناخته شده، پیکایا، حدود 1.5 اینچ (4 سانتی متر) طول داشت. پیکایا یک طناب عصبی داشت که به صورت برآمدگی از پشت سرش دیده می شد و تقریباً تا نوک بدن امتداد می یافت.
جزئیات دقیق حفظ شده در شیل برگس به وضوح نشان می دهد که Pikaia دارای ساختار ماهیچه ای تقسیم شده از آکوردها و مهره داران بعدی است. ماهی‌های هایکویشیتس که برخی تصور میکنند قدیمی‌ترین ماهی بدون آرواره است، در شیل برگس نیز یافت شد. یک رویداد انقراض دسته جمعی دوره کامبرین را به پایان رساند. رسوبات اردویسین اولیه یافت شده در آمریکای جنوبی منشا یخچالی دارند. جیمز اف میلر از دانشگاه ایالتی میسوری جنوب غربی پیشنهاد می کند که یخچال ها و آب و هوای سردتر ممکن است علت انقراض دسته جمعی جانورانی باشد که در اقیانوس های گرم کامبرین تکامل یافته اند. یخ های یخبندان همچنین می توانند بخش زیادی از آب آزاد اقیانوس را مسدود کرده و اکسیژن آب و منطقه در دسترس برای کم عمق را کاهش دهند.
