.發展曆史地球上無脊椎動物的出現至少早於脊椎動物1億年。大多數無脊椎動物化石見於古生代寒武紀，當時已有節肢動物的三葉蟲及腕足動物。隨後發展出古頭足類及古棘皮動物的種類。到古生代末期，古老類型的生物大規模絕滅。中生代還存在軟體動物的古老類型（如菊石），到末期即逐漸絕滅，軟體動物現代屬、種大量出現。到新生代演化成現代類型眾多的無脊椎動物，而在古生代盛極一時的腕足動物至今隻殘存少數代表（如海豆芽）。
因為無脊椎動物體內沒有調溫係統，隨外界溫度的變化，其代謝速度也發生變化。直到高等的軟骨魚類，如鯊魚出現調溫機製，為溫血動物。真正意義上的恒溫動物應該從鳥類開始。
海洋原索動物原索動物是原索動物亞門（如海鞘、樽海鞘）和頭索動物亞門（如文昌魚）動物的統稱。原索動物與脊索動物的另一個亞門（脊椎動物亞門）相似，有一中空的背神經索、鰓裂以及脊索（一條質硬的支持身體縱軸的棒狀結構，脊柱的前身）。原索動物與脊椎動物的主要區別是沒有脊柱骨。現生的原索動物與脊椎動物由同一祖先演化而來。關於脊椎動物如何演化，普遍接受的理論主要有兩種。一種理論推測其祖先衍演生活，可以像羽鰓類，但幼體不特化，適於在大洋中浮遊而達到性成熟，由此演化出的類型喪失隨後的固著階段，脊椎動物即由這一自由遊泳的動物演化而來。另一種相近的理論出現較晚，是假設脊索動物由一小類化石種類無脊椎屬演化而來。
脊索動物是動物界最高等的一門。其成體或幼體背側有一脊索，故名。分口索動物、尾索動物、頭索動物和脊椎動物等四亞門。其中前三個亞門合稱“原索動物”。
原索動物是脊索動物門原始的一群。其幼體或成體保留著脊索。脊索具有彈性，能彎曲，不分節，是構成骨胳的最原始中軸。原索動物種類少，全部海生，分為口索動物、尾索動物和頭索動物三亞門。
口索動物也稱“半索動物”，是脊索動物門的一亞門。口索動物體呈蠕蟲狀，左右對稱，僅接近口部有脊索的形跡。其身體前端吻部有起源於體腔的水腔。例如柱頭蟲和玉鉤蟲。
柱頭蟲殖翼柱頭蟲科。柱頭蟲身體，呈長柱形，分吻、領和軀幹三部分，長達40厘米。全身黃色，極柔軟，容易切斷。柱頭蟲定居海灘泥沙中，穴外堆土，常有碘臭，產於我國青島一帶。
玉鉤蟲也稱“黃島長吻柱頭蟲”屬於玉鉤蟲科。玉鉤蟲與柱頭蟲相似，但體較短，吻較長。它產於我國青島一帶海中，是國家二級保護動物。
尾索動物也稱“被囊動物”，是脊索動物門的一亞門。尾索動物有少數自由生活的，終生具有脊索的尾部，如海樽、紐鰓樽等；也有固著生活的，僅幼體具有脊索的尾部，成體尾部退化消失，如海鞘等。
海樽屬海樽科。海樽體小呈桶狀，被囊透明，可通過被囊看到內部構造。海樽的生殖形式有有性生殖或出芽生殖。它多為單體，在海麵營漂浮生活。
海鞘的排泄孔在口的附近。海鞘呈單體或由無性出芽而成群體。海鞘有性生殖的幼體形似蝌蚪，遊泳時期極短，固著外物後尾部退化，遂成固著生活的成體。
頭索動物也稱“無頭動物”，是脊索動物門的一亞門。頭索動物體呈魚形，頭部分化不明顯，終生具有脊索。其咽部的壁貫穿許多鰓裂，由圍鰓腔孔與外界相通。它種類少，代表動物是文昌魚。
文昌魚別稱“蛞蝓魚”，是文昌魚科。文昌魚形似小魚側扁，兩端尖。它頭端有眼點，下為前庭及口，前庭外緣有須多條。文昌魚有背鰭、尾鰭和臀鰭，身體腹麵有一對皮褶。它棲息海底，通常鑽在泥沙裏，僅露出頭端。以浮遊生物為食。分布於我國廈門、青島和煙台沿海，以廈門為最多。文昌魚是無脊椎動物進化至脊椎動物的過渡類型，在學術上有重要意義。它可供生物學教學和研究用，也供食用。
海洋脊椎動物海洋脊椎動物包括有海洋魚類、爬行類、鳥類和哺乳類。其中，海洋魚類有圓口綱、軟骨魚綱和硬骨魚綱。海洋爬行動物有棱皮龜科，如棱皮龜；海龜科，如蠵龜和玳瑁；海蛇科，如青環海蛇和青灰海蛇等。海洋鳥類的種類不多，僅占世界鳥類種數的0.02％，如信天翁、鸌、海燕、鰹鳥、軍艦鳥和海雀等都是人們熟知的典型海洋鳥類。分布於中國的海洋鳥類約有20多種，它們一部分為留鳥，大部分為候鳥。中國常見的海洋鳥類有：鸌形目的白額鸌和黑叉尾海燕等，鵜形目的褐鰹鳥和紅腳鰹鳥，雨燕目的金絲燕和短嘴金絲燕等。海洋哺乳動物包括鯨目、鰭腳目和海牛目等。
海洋脊椎動物中的門脊椎動物是指有脊椎骨的動物，是脊索動物的一個亞門。這一類動物一般體形左右對稱，全身分為頭、軀幹、尾三個部分，軀幹又被橫膈膜分成胸部和腹部，有比較完善的感覺器官、運動器官和高度分化的神經係統。脊椎動物包括魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類和哺乳動物等五大類。