Nevretenčarji so živali brez hrbtenice. Sestavljajo 97 % vseh živalskih vrst, vključno z vsemi črvi, žuželkami, pajkovci, raki, mehkužci, meduzami, morskimi zvezdami, ogorčicami, spužvami in vso mikrofavno. Najmanjši vretenčar, samica ribice Paedocypris, je dolga 7.9 mm, tako da vse manjše spada v to skupino. Genetsko je glavni način, po katerem se razlikujejo od vretenčarjev, ta, da imajo nevretenčarji samo eno skupino Hox genov, medtem ko jih imajo vretenčarji več. Ljudje imamo 4 Hox grozde. Vseh 38 živalskih tipov, razen podskupine enega, Chordata, so nevretenčarji.
Vretenčarji in nevretenčarji so se evolucijsko razdelili med 525 in 520 milijoni let, ko se v fosilnih zapisih pojavi osem zgodnjih vretenčarjev, predvsem brezčeljustna riba Myllokunmingia. Pred tem so živali obstajale vsaj 80 milijonov let v oblikah, ki niso imele hrbtenice. Od takrat so bile najuspešnejše živali na svetu v smislu biomase, predvsem raki v morju, členonožci na kopnem in ogorčice v obeh.
Glede velikosti imajo ponavadi prednost vretenčarji, čeprav je bilo skozi zgodovino nekaj precej velikih nevretenčarjev, vključno z Mesonychoteuthis hamiltoni, ogromnim lignjem, z največjo velikostjo okoli 40–46 ft (12–14 m); izumrli evripteridi (morski škorpijoni), ki so bili veliki do 8 ft (2.5 m); Arthropleura (velikanska stonoga), na 8.5 ft (2.6 m); in beloglavi, Meganeuropsis permiana, z razponom kril 2.3 ft (71 cm). V povprečju pa so nevretenčarji navadno mikroskopski ali velikosti žuželk, medtem ko so tipični vretenčarji velikosti rib ali glodalcev.
Zaradi hitre stopnje razmnoževanja in primerjalne strukturne preprostosti se nekateri nevretenčarji, kot so ogorčice in sadne muhe, v znanosti pogosto uporabljajo kot vzorčni organizmi. Veliko tega, kar vemo o genetiki in biomehaniki, izhaja iz podrobnih študij teh bitij.
Podskupina živali brez hrbtenice, imenovana vodni nevretenčarji, ki so vidni s prostim očesom, je dobila ime »makronevretenčarji«. Številčnost in raznovrstnost teh živali velja za pomemben kazalnik okoljskega stanja nekega območja. So eden najpomembnejših členov v prehranjevalni verigi nad nivojem mikrofavne in pod nivojem višjih plenilcev. Nekateri makronevretenčarji so seveda predhodniki drugih makronevretenčarjev.