Trilobieten hadden een kenmerkend drie-lobig lichaam, waaraan ze hun naam te danken hebben, met een hard exoskelet van calciet. Hun anatomie bestond uit drie hoofdonderdelen:
- Cephalon (kop): Droeg antennes, samengestelde ogen met talrijke individuele lenzen, voedingsorganen en reukorganen. Sommige soorten ontwikkelden stekels op de cephalon.
- Thorax: Bestond uit meerdere gearticuleerde segmenten, meestal 2 tot 40. Elk segment had gepaarde gewrichten appendages voor lopen, locomotie of zwemmen, soms met haakjes, stekels of setae; sommige ledematen waren gemodificeerde kieuwen.
- Pygidium (staart): Gevormd door de fusie van de achterste thoraxsegmenten. De vorm en grootte waren significante diagnostische kenmerken bij trilobietidentificatie.
