文昌魚多數動物學家認為脊索動物門起源於棘皮動物。至於脊索動物的祖先可能是原始無頭類，它特化為兩個分枝，即營固著生活的尾索動物（如海鞘）和趨向於水底生活的頭索動物（如文昌魚）。文昌魚體內具有一條脊索、中空的背神經管和鰓裂。由原始無頭類的主幹演化出原始有頭類，即脊椎動物的祖先。高等動物的脊索和鰓裂隻存在於胚胎期。脊索動物門包括尾索動物亞門、頭索動物亞門和脊椎動物亞門。脊索動物的進化曆程是，從原始無頭類演變成原始有頭類；由無頜類（化石甲胄魚、圓口類）演變成有頜類（魚類祖先）；從水生生活到陸生生活；從無羊膜類到有羊膜類；從變溫動物到恒溫動物。淡水水域中出現了最早的脊椎動物（甲胄魚），古生代的誌留紀和泥盆紀被稱為“魚類時代”。盾皮魚類、軟骨魚類和硬骨魚類從誌留紀起，就先後出現，但盾皮魚在泥盆紀末期就已絕滅，而軟骨魚和硬骨魚至今仍繁生在各種水域中。兩棲類在泥盆紀時出現，在古生代晚期的石炭紀為極盛時期。石炭紀末期，由原始的兩棲類進化發展出爬行類。到了中生代，整個自然界幾乎被爬行類所占據，所以常稱中生代是“爬行類時代”。當前，一般認為爬行類很可能起源於兩棲動物迷齒類中的石炭螈類，特別是該類中的蜥螈形類。
在距今14億多年前的晚侏羅紀，出現了最早的鳥類。鳥類起源於爬行類。到新生代第三紀，鳥類的種類顯著增多，主要由於具有恒定體溫，減少對環境的依賴性，又由於適應飛翔的生活方式，在形態結構和生理功能上引起了特化，逐漸發展成現代的鳥類。哺乳類（獸類）也起源於爬行類（獸孔類）。到了7000萬年前，即新生代的開始，哺乳類由於在長期曆史的發展過程中，逐漸出現一係列進步性特征，因此，哺乳類便取代了爬行類而在動物界占了優勢地位，所以常稱新生代第三紀為“哺乳動物時代”。
陸地上的自然環境多姿多彩，為動物的進化開辟了新的適應方向，爬行動物在陸地出現以後，向各個方向輻射、分化，更高級的鳥類和哺乳類應運而生，當哺乳動物進一步往前發展時，人類終於脫穎而出。從爬行類以後出現的動物都屬於恒溫動物，具有恒定的體溫，能適應各種各樣複雜的環境。
總之，生物的進化曆程可以概括為：由簡單到複雜，由低等到高等，由水生到陸生。某些兩棲類進化成原始的爬行類，某些爬行類又進化成為原始的鳥類和哺乳類。各類動物的結構逐漸變得複雜，生活環境逐漸由水中到陸地，最終完全適應了陸上生活。
知識點有袋類
有袋類是哺乳類動物中的一種，其特征是早產，早產兒會待在母體之育兒袋裏吸奶長大。該類動物以其口袋狀之育兒袋得名。育兒袋是一層覆蓋乳頭的皮膚，以沒有真正的胎盤，出生時幼獸發育不全，需要在育兒袋內撫育後代為特征。現隻有在大洋洲和南美洲保存有並且非常繁盛。現存的有袋類可以分成美洲的負鼠、新袋鼠（鼠），大洋洲的袋鼬（包括袋鼬、袋狼和袋鼴等）、袋狸和袋貂（包括袋鼠、袋貂和袋熊等）5大類。