В кембрийском периоде жили почти исключительно морские организмы. Растения были представлены водорослями и в основном сине-зелеными. Во влажных сырых местах на континентах жили мелкие растения, возможно, первые псилофиты.
Животные — все группы беспозвоночных — были еще в общем очень примитивны. Наиболее высокоорганизованные из них — трилобиты — составляли 60% всей фауны кембрия. Это были не свертывающиеся формы — Olenellus, Paradoxides, Olenus и др. Около 30% фауны составляли беззамковые брахиоподы — Obolus, Lingula, а в раннем и среднем кембрии были широко распространены и археоциаты.
Остатки других групп беспозвоночных — кишечнополостных, червей, иголокожих и других — немногочисленны.
Трилобиты и археоциаты являются важными руководящими формами кембрия. Археоциаты были и породообразующими организмами.
В верхних слоях кембрийских отложений встречаются остатки примитивных рыб.