Внешне трилобиты напоминают раков-изоподов (мокриц), однако не родственны им, как и вообще всем ракообразным; вместо этого они более близки мечехвостам и той линии членистоногих, что дала пауков и скорпионов, хотя прямого родства между ними тоже нет. По сути, трилобиты – уклоняющаяся и тупиковая, хоть и самая древняя ветвь эволюции Членистоногих.

Благодаря огромному разнообразию, быстрой эволюции и многочисленности, остатки трилобитов играют огромную роль в качестве т.н. «руководящих ископаемых»: геологи по их присутствию идентифицируют возраст геологических слоев. А заодно и палеогеографическое расположение тех мест, где они обитали: ведь если места были далеки и изолированы друг от друга, в них развивались свои особые (эндемичные), отсутствующие в других местах виды.

Тело трилобитов было покрыто минерализованным хитиновым панцирем. Собственно, именно эти панцири и сохраняются в виде окаменелостей.
Уникальная особенность строения трилобитов – их глаза с хрусталиками из минеральных кристаллов. Удивительно, но глаза, которые мы находим в окаменелых остатках - практически те же самые, которыми трилобит смотрел на окружающий мир.

Во времена своего расцвета трилобиты были крайне многочисленны. Известно более 10 тысяч видов (от 10 до 20 тысяч, по разным оценкам). Для сравнения разнообразие современных млекопитающих - 6500 видов; за все время существования (включая вымерших) ~20000.