三叶虫是最早出现复眼的动物之一。大多数三叶虫长有全膜眼，全膜眼的眼体很小且互相紧靠，最多可达1.5万个，并且全部被一层透明的巩膜所覆盖。少数三叶虫如镜眼虫具裂膜眼而不同于全膜眼，只有200～700个小眼体。长有全膜眼的三叶虫，其幼年期的眼睛很像裂膜眼，所以人们推想裂膜眼可能是由全膜眼幼态持续发展而来。寒武纪的三叶虫眼睛四周往往存在眼缝合线，个体死亡或蜕皮时眼睛往往脱落，所以不易在化石中找到。寒武纪以后，三叶虫身上的眼缝合线消失，眼睛直接镶接颊部上，因此能找到眼睛的化石渐渐增多。

    另外，在一些节肢动物，如抚仙湖虫，尖峰虫等的眼睛表面，能观察到有许多相对分离的小体，而且透镜体近端比透镜体远端小体排列的更加紧密。而在叶足动物罗哩娜虫头部前段发现一对明显的呈黑色的眼点。还在昆明鱼的头前部发现了两个明显的椭圆形黑点，呈现单透镜结构，不仅在透镜体中心有一个小的碗状体，而且有一个波状侧面，暗示其眼睛结构更复杂，透镜折射能力可能有别于其他的视觉类型。总之，在已知最早的后生动物中，视觉系统已然呈现多样性，但与现代后裔相比，又具有相对原始的特征。

    有趣的是，动物的眼睛似乎是在寒武纪大爆发中“突然”出现的，这是为什么呢？科学家推测，在寒武纪的海洋中，生物多样性的剧增，使动物们感受到了强烈的生存竞争和捕食压力。为了生存，他们搞起了“军备竞赛”，各类器官不断进化，眼睛这种敏锐的感觉器官也就应运而生了。