寒武纪是指古生代当中的第一个纪。寒武源自于英国威尔士的古拉丁文Cambria。日本学者直接音译(日语寒武读作kanbu，音近Camb)，中国沿用。
在1936年的赛德维克在英国西部的威尔士一带进行相关研究，在罗马人统治的一个时代，北威尔士山曾称之为寒武山，因此赛德维克便将这个时期称为寒武纪。通过铀铅测年法进行测量使其延续时间为5370万年。在近几年的国际地层委员会在中国科学家研究的基础之上确立了四分法的寒武纪新年代一个地层表。同时建立了寒武系分为四个统十个阶的全新年代地层学主要分法。
寒武纪是指在地质时间上约为541±1~485.4±1.9百万年以前古生代初期的一段地质时间。在传统的理论上它可以区分为三个时期。早寒武纪(5.41-5.4亿年前)、中寒武纪(5.4-5.23亿年前)、以及晚寒武纪(5.23-4.92亿年前)。这是建立在岩石地层学上的一个主要分法。
寒武纪生物的地理主要分布图，寒武纪三分为早寒武世、中寒武世和晚寒武世。但是根据一些国际地层学所研究的新要求，国际上也曾经使用了一些新的年代地层学的寒武纪四分法来取代三分法，即：纽芬兰统，第二统，第三统，芙蓉统。纽芬兰统和第二统内又各自分为两个阶，第三统和芙蓉统各自分为三个阶。与我们一般所认识的不同，作为寒武纪生命大爆发的主要代表的三叶虫，是在第二统的早期才出现的，而不是寒武纪的一开始。
寒武纪的动物群则是以一些具有坚硬外壳的、门类众多的海生无脊椎动物大量出现为其主要特点，同时它也是生物史上的一次大发展。其中三叶虫最为常见，也是通过划分寒武系的一个重要依据。其它尚有无铰、几丁质外壳的腕足类小舌形贝、小园货贝以及古杯类和软舌螺等。植物群则以藻类为主，还有一些微古植物。寒武纪三叶虫群分区现象特别的明显。
寒武纪生命的大爆发(Cambrian Explosion)被称之为古生物学和地质学上的一大悬案，自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。大约在6亿年前，在地质学上称做寒武纪的一个主要开始，绝大多数无脊椎动物们都在几百万年的很短时间内出现了。
寒武纪的动物一定是来自前寒武纪动物的祖先，它们也是经过很长时间的进化过程所产生的。不过寒武纪动物化石出现的突然性和前寒武纪动物化石的相当缺乏，也是由于地质记录的不完全或者是由于老地层被淹没在海洋当中的缘故。寒武纪原始生命的大爆发当中的主要生物，奇特的海底景观和固著底栖生物群落。
寒武纪是地质年代划分中属显生宙古生代的第一个纪，距今约5.7亿至5.1亿年，寒武纪是现代生物的一个主要开始阶段，同时也是地球上现代生命开始出现、发展的时期。寒武纪对我们来说是十分遥远而又陌生的，因为这个时期的地球大陆特征完全不同于今天。
寒武纪常被称之为三叶虫的时代，这是因为寒武纪岩石中保存有比其他类群更加丰富的矿化的三叶虫硬壳。此外，寒武纪还产生了进化史上的一个重要事件寒武纪生命大爆发，在很短(地质意义上的很短，其实也有数百万年之久)的时间内，生物种类突然就变得丰富起来，呈爆炸式的一定增加。它就意味着，生物的进化除了缓慢渐变，还可能会以跳跃的方式进行。
寒武纪是显生宙(Phanerozoic Eon)的一个开始，标志着地球生物演化史最新的一幕。在寒武纪开始后的短短数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的一些大量多细胞生物的突然出现，这一爆发式的生物演化事件被称为寒武纪生命大爆炸(Cambrian explosion)。带壳、具骨骼的海洋无脊椎动物也趋向于繁荣，它们营底栖生活，也是以微小的海藻和有机质颗粒为主要食物，其中，最繁盛的是节肢动物三叶虫，故寒武纪又称之为三叶虫时代，其次是腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物，寒武纪的生物形态奇特，和我们现在地球上所能看见的一些生物极不相同。
比较著名的有早寒武世云南的澄江生物群、加拿大中寒武世的布尔吉斯页岩生物群。寒武纪的生物界主要以海生无脊椎动物和海生藻类为主。无脊椎动物的许多高级门类如节肢动物、棘皮动物、软体动物、腕足动物、笔石动物等都有了代表。其中以节肢动物门中的三叶虫纲最为重要，其次为腕足动物。