圖 1.

圖 2.

三葉蟲身體具礦化的外殼，有兩條縱溝，將身體分成三葉。身體可分為頭部（cephalon）、胸部（thorax）、尾部（Pygidium）。現已絕跡，但化石種類很多。

頭部有幾對附肢：一對觸角及五對附肢，在口兩旁，故推測頭部係由五個體節而成。　胸、尾又分節，每一節往左右分別生出一對節肢。
胸部的體節數依種類不定，節與節間關節可向腹面彎曲，附肢有關節。
尾部的體節越來越小，亦有附肢，可能不能彎曲，叫尾板。

海生時底棲，亦有少數具長尾刺者可游泳或漂浮。
　　
有關三葉蟲的內部之構造知之甚少，因為只有一些器官及肌肉痕跡可以指示它們的相關位置，卻不知確切的功能，不過把它列為較高級的無脊椎動物應該沒有問題。　複眼的具備，可闡明自有單細胞生物以來演化上所歷經的鉅幅進展。（原來整個生物只由一個細胞組成，現在單是一隻眼睛就由好多細胞組成。）

下寒武紀時，三葉蟲首度出現，就有球接子（Ag-nostus）、始幣蟲（Eodiscus）、短鞍蟲（Paedeumias）等突變的種類，顯示三葉蟲起源應在寒武紀。

三葉蟲分類裡，有助於蛻長的面線相當重要，前述球接子與始幣蟲無面線；短鞍蟲則有，位於側緣，屬原葉蟲類，為前葉及後葉蟲的祖先，至更進一布演化成內葉蟲時，卻又回復為如原葉蟲的面線生於側緣。
始蟲類生存時域甚短，至中寒武紀即不見蹤跡，始幣蟲亡於上寒武紀開始，頭尾不分的球接子則至下奧陶紀末了方滅絕。整個古生代有孔蟲以後葉蟲稱霸最久，前葉蟲與內葉蟲也曾經興旺一時，至晚泥盆紀而衰。

三葉蟲群集的組成份子分析，有助於建立古生代之古地理，在地質年代中的分期意義也相當顯著，下、中、上寒武紀，即分別以「小油節蟲」（Olenellus）（始葉蟲目）、「兜頭蟲」（Paradoxides）（後葉蟲目）、「油節蟲」（Olenus）（後葉蟲目）為時域化石來劃分。

三葉蟲作為指示化石的重要性，在寒武紀後銳減，但並非不重要。如奧陶紀的「三核蟲」（Trinu-cleusl）、泥盆紀的「扁豆蟲」（Phacops），仍都是一時風雲動物。

三葉蟲的演化趨向難以追蹤，一般言之，可能表現在節頭形狀的變化，胸節數的增減，尾節之融合與刺之發育上。
這些可能趨向，加上面線的演進，眼之形狀與大小的變遷，也許與三葉蟲生活模式和環境的順應有關。

三葉蟲也和許多其他動物一樣，在二疊紀末了集體消失，只能從化石來研究了。

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