三叶虫纲的动物通称三叶虫，是节肢动物门的一纲，已经灭绝。
三叶虫最早出现距今5.6亿年前的寒武纪，在5亿～4.3亿年前的古生代达到顶峰，此后逐渐减少，至2.4亿年前的二叠纪完全灭绝，没有进入中生代。三叶虫是最具代表性的远古动物，其知名度可能仅次于恐龙。
在所有的化石动物中三叶虫是种类最丰富的，三叶虫在整个古生代3亿多年的漫长地质历程中生生不息，繁衍出了众多的类群和巨大的数量，三叶虫纲可以分为10目 ：球接子目、莱得利基虫目、耸棒头虫目、褶颊虫目、镜眼虫目、裂肋虫目、栉虫目、镰虫目、砑头虫目及齿肋虫目。
总计有1500多个属，1万多个种，其中发现于我国的有大约500个属。大多数三叶虫是比较简单的、小的海生动物，它们在海底爬行，通过过滤泥沙来吸取营养。在世界各地都有发现过其化石。
三叶虫的躯体全身明显分为头、胸、尾三部分，背甲坚硬，背甲为两条背沟纵向分为大致相等的三片——一个轴叶和两个肋叶，因此名为三叶虫。头部由口前的两个环和口后的四个环完全融合在一起组成，胸部由可以相互运动的环组成，尾部由最后几个羽尾扇和完全融合在一起的环组成。
最原始的三叶虫尾部的环构造相当简单。三叶虫的胸部非常灵活——化石的三叶虫有时会像现今的地鳖一样可以将身体卷在一起来保护自己。三叶虫的大小在1毫米至90厘米之间，典型的大小在2至7厘米间。最大的三叶虫是2009年在葡萄牙阿洛卡地质公园里奥陶纪的岩石里被发现的。
三叶虫有一对口前的触角，它的其他足之间没有区别。每个足有六个节，这与其他早期的节肢动物类似。第一节还带有羽毛似的副叶被用来呼吸和游泳。躯体上有从中叶伸出的侧叶。这个横向的三叶结构是三叶虫名字的来源，而不是它纵向分为头、胸、尾三部分。
三叶虫早都灭绝了，所谓的“活的三叶虫”大多都是和三叶虫外形相似的现代物种，比如鲎虫之类的。
真正的三叶虫最早出现在5.6亿年前的前寒武纪，一直到2.5亿年前的二叠纪末期完全灭绝，在地球上生存了3.1多亿年。在如此漫长的时间里，三叶虫演化出了相当多的种类。
