寒武纪大爆发（英语：Cambrian Explosion）亦称寒武纪生命大爆发，是显生宙初期在相对短的时期内发生的生物进化辐射事件，始于距今5.41亿年前的寒武纪早期，持续了2千万年至2.5千万年。寒武纪大爆发的特点是各种有矿化组织可形成实体化石的多细胞生物——特别是有宏观移动性的真后生动物——的物种多样性大大增加，化石记录显示绝大多数现生动物的门都在这一时期进化出现了，在世界各地发现的化石群都共同印证了这一生命史上的壮观景象，例如在加拿大的伯吉斯页岩和在中国的玉案山组（澄江化石地）、清江生物群等。 寒武纪大爆发的事实证据也曾让达尔文非常困惑，在《物种起源》中写道：“这件事情到现在为止都还没办法解释。所以，或许有些人刚好就可以用这个案例，来驳斥我提出的进化观点”。但即使到达尔文死后一百多年的今日，寒武纪大爆发依旧是科学界的一大谜题，尚待更多的科学证据出土，也许就能窥见当时的实际情况，找出真正的原因。