脊椎动物是一组众所周知的动物，包括哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物和鱼类。脊椎动物的主要特征是脊骨，这一解剖特征最早出现在约5亿年前的奥陶纪时期的化石记录中。这里有各种脊椎动物的进化顺序。

无颚鱼（agnatha）

最早的脊椎动物是无颌鱼。这些像鱼一样的动物身上覆盖着硬骨板，顾名思义，它们没有下巴。此外，这些早期鱼类缺乏成对的鳍。据认为，无颌鱼依靠滤食性食物来捕获食物，最有可能的是将海底的水和碎屑吸入口中，通过鳃释放水和废物。

生活在奥陶纪时期的无颌鱼在泥盆纪末期全部灭绝。虽然仍有一些种类的鱼没有下巴（如七鳃鳗和黑鱼），但这些现代无下巴的物种并不是无颚类的直接幸存者，而是软骨鱼的远亲。

铁甲鱼

这种有甲鱼是在志留纪时期进化出来的。和它们的前辈一样，它们也缺少颌骨，但确实拥有成对的鳍。在泥盆纪期间，有甲鱼多样化，但在二叠纪末期衰落并灭绝。

软骨鱼（软骨鱼类）

软骨鱼类，包括鲨鱼、鳐鱼和鳐鱼，在志留纪时期进化而来。软骨鱼的骨骼是由软骨而不是骨头组成的。它们也不同于其他鱼类，因为它们缺少游泳囊和肺。

骨鱼

骨鱼最早出现在志留纪晚期。大多数现代鱼类都属于这一类。（请注意，一些分类方案承认放射鳍鱼类而非骨鱼类。）骨鱼分为两类：一类进化为现代鱼类，另一类进化为肺鱼、叶鳍鱼类和肉质鳍鱼类。这种肉质的鳍状鱼产生了两栖动物。

两栖动物

两栖动物是第一批冒险登陆的脊椎动物。早期两栖动物保留了许多类似鱼类的特征，但在石炭纪时期多样化。然而，它们与水保持着紧密的联系，需要潮湿的环境来保持皮肤湿润，并产生像鱼一样的卵，而这些卵缺乏坚硬的保护涂层。此外，两栖动物经历了完全水生的幼虫期；只有成年动物才能在陆地栖息地生存。

爬行动物（爬行纲）

爬行动物起源于石炭纪，很快成为陆地脊椎动物的主要形式。爬行动物从两栖动物没有的水生栖息地中解放出来。爬行动物长出硬壳蛋，可以在陆地上产卵。他们的皮肤干燥，由鳞片组成，起到保护作用，有助于保持水分。

爬行动物的腿比两栖动物的腿更大、更有力。爬行动物的腿放在身体下方（而不是像两栖动物那样放在侧面），使它们能够更灵活地移动。

鸟类（鸟类）

在侏罗纪早期的某个时候，两组爬行动物获得了飞翔的能力；其中一组后来繁殖了这些鸟。鸟类发展了一系列的适应能力，如羽毛、中空骨骼和温血性，这些都使它们能够飞行。

哺乳动物（哺乳纲）

哺乳动物和鸟类一样，是从爬行动物的祖先进化而来的。哺乳动物形成了一个四室心脏，毛发覆盖，大多数（除了鸭嘴兽和针鼹等单孔动物）不产卵，而是生下活的幼仔。

脊椎动物进化的进展

下表显示了脊椎动物进化的进程。上表所列的生物进化比下表所列的更早。