蠕形動物在分化出環節動物前後，一枝向著加強保護設備的方向發展，成為擬軟體動物和軟體動物。同時還向著既加強保護設備又繼承了身體分節特點的方向進化，保持了靈活性，又發展了附肢，成為節肢動物。
節肢動物雖然沒有輪蟲式的幼體，但是它和環節動物在胚胎發生初期的變化非常相似，可以推知它是從環節動物發展來的。節肢動物的化石在前寒武係地層裏就已經出現，但在寒武紀大量出現的三葉蟲是最重要的代表，因此寒武紀又有“三葉蟲時代”之稱。
三葉蟲的身體明顯分為頭、胸、尾三個部分。在它的身體背麵還有幾丁質的硬殼（我們日常見到的一些甲蟲的硬殼就是幾丁質的，相當堅韌，不易腐蝕掉），很容易保存為化石。由於這種動物的身體明顯分為三個葉（中央軸部和兩側肋部），所以就取名為三葉蟲。
三葉蟲的身體是由許多體節和附肢組成，它的身體和現代某些節肢動物一樣卷縮起來，所以，三葉蟲在分類上屬於節肢動物甲殼類。蝦、蟹等現代甲殼類，都是三葉蟲的遠親。三葉蟲大小不等，最大的有60～70厘米長，最小的隻有2毫米，相差達幾百倍。
三葉蟲主要生活在淺海底，有的鑽在泥沙裏，有的隨水漂流，有的還能很靈活地遊動。它們在地球上主要出現時期是早期古生代，到晚寒武紀發展到最高峰，誌留紀以後逐漸衰亡，到二疊紀末完全滅絕。它們的分布具有世界性，已經發現的大約有1500屬，1萬種。中國發現的有1000多種。
除了三葉蟲，還有一類叫介形類化石，也屬節肢動物。它有兩個殼瓣，極微小，呈卵形、橢圓形、半圓形、菱形等形狀，表麵光滑，或者上麵有網紋、瘤、刺、突起和槽等，從晚寒武世到現代，廣泛分布在世界各地。
節肢動物的外殼既能防禦敵害的攻擊和帶病微生物的入侵，又不影響動物的活動能力。和貝殼類相比，節肢動物顯然發展了貝殼類的優點，又克服了貝殼類的缺點。節肢動物有完善的運動器官，有相當發育的肌肉，神經節的集中達到了新的高度，感覺器官的分化也達到了更高水平，尤其是眼，有單眼和複眼（有的隻有一種，有的兩種眼並存），一般有觸角，所以行動十分靈活有力。
水生的低等動物，作為從蠕形動物發展起的一枝，到節肢動物已經是達到了最高峰。如在奧陶紀出現的一種節肢動物叫板足鱟，體型巨大，長可以達到2米，胸部呈方形，腹尾部有12個體節，頭胸部的前側方有一對板狀的遊泳足，形狀就像櫓或槳，凶猛嗜食，是當時無脊椎動物的海洋世界裏的霸主。
在今天的水生動物中，節肢動物（蝦、蟹等）的地位也僅次於高等動物——脊椎動物中的魚類。
節肢動物不僅在水裏，而且以後登上了陸地，在今天的陸生動物中，它的地位也僅次於高等動物——脊椎動物中的哺乳類。特別是昆蟲。就數量說，現代昆蟲的種類數目超過全部其他生物的總和。
知識點
幾丁質
又名甲殼素、甲殼質，其有效成分是幾丁聚糖（殼聚糖）。在自然界中，幾丁質存在於低等植物菌類、藻類的細胞，節肢動物蝦、蟹、昆蟲的外殼，高等植物的細胞壁等，是除纖維素以外的又一重要多糖。因幾丁質的化學結構和植物纖維素非常相似，故幾丁質又稱做動物性纖維。
值得一提的是，節肢動物的外殼中有35%的蛋白質、30%的鈣和無機鹽、剩下的就是35%甲殼質。在提取幾丁質的加工工藝中，需要經過酸液及堿液的處理才能得到幾丁質，而後再經脫乙酰化的處理才能得到具有生理活性的幾丁聚糖（殼聚糖）。因此可以說，幾丁質脫乙酰化的程度越高，其有效成分的濃度就越高，相對而言對人體的生理功能也就越強。
延伸閱讀
節肢動物門，是動物界最大的一門，通稱節肢動物，包括人們熟知的蝦、蟹、蜘蛛、蚊、蠅、蜈蚣以及已滅絕的三葉蟲等。全世界約有110～120萬現存種，占整個現生物種數的75%～80%。節肢動物生活環境極其廣泛，無論是海水、淡水、土壤、空中都有它們的蹤跡。有些種類還寄生在其他動物的體內或體外。