脊索动物是动物界中生态位处于最顶端的一门，最早的化石纪录可追溯至五亿年前的寒武纪生命大爆发时期。所有脊索动物在生命中的一定阶段都具备五个共同衍征，即它们区别于其他动物类群的五个特有构造：脊索、中空的背神经管、内柱或甲状腺、咽裂以及尾，其中脊索是一条位于身体背面的绳索状细胞组织，为脊索动物体内原始的中轴支柱，脊索动物因此得名。
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无颌总纲是脊索动物下的其中一个总纲。该纲动物是无成对偶肢和上下颌的低等脊椎动物。本纲动物生活于淡水和海水中，有些种类会回游。
半索动物门是由一类像虫一般，生存于海底的后口动物所组成的门，通常被认为是棘皮动物的姐妹群，可追溯至寒武纪早期或晚期，且包括一类已在石炭纪时灭绝的重要化石－笔石。半索动物似乎有着脊索的原始型态，由前肠的憩室内长出，被称之为口索，但这可能只是趋同演化的结果。在一些物种中会有一条细长的神经管，这可能是半索动物和脊索动物及其他后口动物的共同祖先所具有的原始特征。
被囊动物亚门，旧称尾索动物亚门，是脊索动物的一个亚门。本纲动物脊索和背神经管仅存于幼体尾部，成体退化消失。身体表面披有一层棕褐色植物性纤维质的囊包，里面再有一层外套膜包裹。全部是海洋动物。常见种类有各种海鞘和住囊虫，营自由生活或固着生活。有些种类有世代交替现象。
海鞘是脊索动物门被囊动物亚门海鞘纲的总称，生活于海水中，在全世界已发现二千八百多种海鞘
。常见的海鞘有：玻璃海鞘、有柄海鞘、拟菊海鞘等。有种海鞘又称海中凤梨、海凤梨或海菠萝，因其外型像凤梨而得称。在中国山东省沿海一带也将海鞘俗称为海奶子。
棘皮动物是一类海洋无脊椎动物。成体有辐射对称的特征。现存的棘皮动物包括海星、海胆、蛇尾、海参以及海百合。从潮间带到深海带，成年棘皮动物在几乎所有深度的海床上都能找到。该门包含约7000种现存物种，是后口动物的第二大类群，仅次于脊索动物。棘皮动物是纯海生动物中最大的一个类群。
脊索是存在于某些动物体中的一条长而韧的棒状结构，主要起到支撑的作用。在生命周期的某段或全部时间拥有脊索的动物被称为脊索动物。对于拥有脊椎的动物，脊索在发育过程中最终会被脊椎取代。
铅色云南虫由侯先光于1984年在云南省澄江县帽天山页岩发现。它被怀疑是半索动物或脊索动物。
眼是视觉的器官，可以感知光线，转换为神经中电化学的脉冲。比较复杂的眼睛是一个光学系统，可以收集周遭环境的光线，借由虹膜调整进入眼睛的强度，利用可调整的晶状体来聚焦，投射到对光敏感的视网膜产生影像，将影像转换为电的讯号，透过视神经传递到大脑的视觉系统及其他部分。眼睛依其辨色能力可以分为十种不同的种类，有96%的动物其眼睛都是复杂的光学系统。其中软体动物、脊索动物及节肢动物的眼睛有成像的功能。
半索动物门是由一类像虫一般，生存于海底的后口动物所组成的门，通常被认为是棘皮动物的姐妹群，可追溯至寒武纪早期或晚期，且包括一类已在石炭纪时灭绝的重要化石－笔石。半索动物似乎有着脊索的原始型态，由前肠的憩室内长出，被称之为口索，但这可能只是趋同演化的结果。在一些物种中会有一条细长的神经管，这可能是半索动物和脊索动物及其他后口动物的共同祖先所具有的原始特征。
海扁果，又称为海果类或“异海柱”，是一类形态古怪奇特的已灭绝棘皮动物。身体扁平，缺乏对称性，水管系统不明。前端具有一个或多个步带，后端有一突起。具有和海胆一样特别细小的方解石骨骼，但没有五辐对称的迹象。海扁果可能平躺在海底生活，它们能够在海底自由移动，并有巨大的头和短小柔软的尾。有些海扁果有像鱼一样明显的鳃口，例如靴海果等。与其他种类的棘皮动物相比，海扁果类动物更接近于脊索动物，但目前还普遍认为它属于一种高度特化的棘皮动物。
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