单细胞动物单枪匹马地闯天下，力量是单薄了一点，于是生命进化开始向多细胞类型发展。
最原始的多细胞动物是两胚层动物，它们身体是由两层细胞组成的，一是表皮细胞层，二是襟细胞层（它位于体壁内面），两层细胞之间填以胶状物质称中胶层。这类动物分为三个门，即海绵动物门、古杯动物门和腔肠动物门。
海绵动物从距今6亿年的寒武纪以前开始出现，并一直延续到现代，它的细胞虽分化为二层，但无器官和组织。海绵体壁多为入水孔，体腔是空的，上端开口为出水口，水从入孔流进体内，海绵动物吸收水中有机质后再将水由出口排出体外。海绵动物多为群体生活，彼此用胶质连接，生活在海底，专家称为底栖生活。海绵动物体有骨骼支撑，按其大小分别叫骨针和骨丝，只有骨针才能形成化石，有的地层中可以形成几公分厚的海绵骨针灰岩。但总的来说，海绵动物造岩的能力很弱，这与它体内不保存无机质（如硅、钙等元素）有关。
古杯动物是一种绝灭了的海底动物，形状如同酒杯，其生活方式和新陈代谢基本与海绵类相同，但它是个体动物，一般生活在蓝绿藻当中，最合适的生长环境是在水深20～30米的海底。它从早寒武世开始出现，到了中寒武世就绝灭了。因它对生活环境要求很严，不能在海水浑浊的地方生长，故不用它作为划分对比地层的标准化石。
腔肠动物尽管也是两胚层动物，但要比前两门动物高等，即开始有了神经细胞和原始肌肉细胞的分工，并具有消化腔，所以叫它腔肠动物。它的身体多为辐射对称，在消化腔口处有一圈或多圈触手。腔肠动物自寒武纪后期出现至现代，种类繁多，化石丰富，其现在动物代表有我们大家熟悉的海葵和水母。
从以上三门动物的特征上我们可以看出，尽管它们都是二胚层动物，但在进化上也有先进和落后之分，尤其是在胚胎发育中，海绵动物表现为小细胞内陷形成内层，大细胞留在外面形成外层细胞，这与其他多细胞动物胚胎发育恰好相反。以后出现的更高级的动物没有哪一类是由海绵动物门中分化出来的，说明这类动物在生物演化上是一个侧支，又称侧生动物。
海绵动物不可能再进化了，古杯门已绝灭，那么向后传递生命进化的接力棒就落在腔肠动物门中。它传递的速度很快，在奥陶纪时就传给了三胚层动物，从那时开始，生命进化又进入了一个新的阶段。
三胚层动物的出现
动物在外壁和内壁细胞层之间又分化出一层细胞——中胚层，这就是三胚层动物。不要小看中胚层的产生，它在动物发展史上是一次巨大的飞跃。中胚层为动物机体各组织器官的形成、分化和完备，提供了必要的物质基础。它的肌肉组织强化了运动的机能，使动物与环境的接触复杂化，由此促进了感觉器官、神经系统发育，提高了动物对刺激的反应和寻食的效率。高效率的觅食又使动物增加了营养，新陈代谢旺盛，排泄机能随之加强，这样使动物形态结构产生了强烈分化。同时，中胚层不仅有再生的能力，而且能贮藏水分和营养物质，大大提高了动物对干旱和饥饿的适应力，为动物摆脱水中生活，进入陆地环境提供了必要的物质条件。
中胚层产生以后，动物的进化分成了两支：一支是原口动物，一支是后口动物。后口动物是进化的主线，从原始的后口动物中，发展出了神经系统获得充分发展的脊椎动物，最后又在脊椎动物中发展出了我们人类。原口动物是指细胞内陷形成体腔后留下的与外界相通的孔，这个孔以后就变成了动物的口；后口动物是在体腔形成的后期，在原口相反的一端，由内外胚层相互紧贴最后穿成一孔，成为幼虫的口，原口则变成幼虫的肛门。
原口动物虽不是动物进化的主干，但它也分出了不少的门类，而且它们的总数是最多的，以陆地动物为例，如大家熟悉的蟋蟀、蚯蚓、蜻蜓、蝉、蜘蛛，所有这些都是原口动物。
原口动物和后口动物尽管后来差别极大，但是直到现在仍然是有很多共同特征的：
（1）身体是分节的。蚯蚓和蚕就是典型的代表。动物身体分节增加了灵活性，扩大了生活领域，加强了对环境的适应性，此外，身体分节又为后来进化的异律分节打了基础（身体分成头、胸、腹三部分）。
（2）雏形的附肢。在出现体节的同时，腹部皮肤突起形成疣足，其上有硬毛，每节一对，是附肢出现的最初形式。它是动物强化运动的产物，而产生后又加强了爬行和游泳功能，为扩大动物的生活领域提供了条件。
（3）具有体腔。体腔是指消化道与体壁之间的腔，体腔中充满体腔液。体腔的出现使内脏器官处于一种相对稳定的环境中，并使它们具有运动的可能性（如肠子的蠕动、心脏的跳动等），因而大大加强了新陈代谢作用，是运动进化过程中的一大进步。体腔有原生体腔（段体腔）和真体腔（次生体腔）之分，中胚层与内胚层（消化道）外壁之间没有膜的称原生体腔，有膜的为次生体腔。低等的原口动物具有原生体腔或根本没有体腔，高等的动物具有次生体腔。
在原口动物和后口动物分化过程中，还出现一类中间动物，它们某些特征像原口动物，如具有次生体腔，生殖细胞是从体腔膜上产生的，但它们的体腔形成方式却与后口动物相同。这说明在动物分化初期，还没有显示出优劣势的情况下，万物竞争，走哪条进化道路任意选择。
