Кембрийский взрыв (англ. Cambrian explosion, Cambrian radiation, Cambrian diversification), взрыв скелетной фауны, реже Большой Биологический взрыв (англ. Biological Big Bang) — резкое увеличение количества ископаемых остатков живых существ в отложениях начала кембрийского периода (около 538,8 млн лет назад). В отложениях предыдущих времён (докембрий) следы существования животных встречаются намного реже.
Именно в кембрии в палеонтологической летописи появляются останки животных многих типов, в частности, хордовых, членистоногих[1][2], уверенно опознаваемых моллюсков и иглокожих. Это может свидетельствовать о внезапном увеличении биоразнообразия либо о появлении у большого числа организмов минерализованных структур (раковин, экзоскелетов), хорошо сохраняющихся в ископаемом состоянии.
Важнейшим фактором кембрийского взрыва была так называемая скелетная революция — появление у организмов экзоскелета, что во многом связано с фиксацией нового типа отношений в природе: «хищник — жертва»[3][4]. Собственно, первые достоверные следы хищничества известны ещё из позднего эдиакарского периода, к этому же времени относится и появление в палеонтологической летописи первых живых организмов с минерализованным наружным скелетом, предназначенным для защиты (рифообразующие клаудины)[5]. Однако в кембрии эти новые принципы взаимоотношений между животными распространяются повсеместно, на их основе начинают строиться все основные экосистемы. В результате начинается новый виток эволюции, связанный с выработкой приспособлений к хищничеству и защите от хищников. В частности, значительное развитие получают органы чувств — у многих животных появляются довольно совершенные глаза (например, у аномалокариса и опабинии) и мозг[6].