Kambrijsko obdobje je glavna delitev geološkega časa, ki sega od približno 542 do 488 milijonov let nazaj. To je prvo obdobje v širši paleozojski dobi. Za kambrij je značilen videz širokega spektra kompleksnih večceličnih organizmov, ki jih je mogoče fosilizirati. Pred tem so bili večcelični organizmi bolj podobni preprostim kolonijam (gobice in meduzoidi) in ne diferenciranim živalim.
V obdobju, ki je trajalo približno 10-20 milijonov let, se je na začetku kambrijskega obdobja zgodil dogodek, imenovan kambrijska eksplozija, ki se nanaša na nenaden pojav številnih dobro ohranjenih živalskih fosilov. Med kambrijsko eksplozijo so se pojavile vse glavne vrste teles. Kambrijsko obdobje je poimenovano po Cambriji, starejšem imenu za Wales, kjer so bili prvič najdeni fosili iz kambrijske dobe.
Čas pred kambrijskim obdobjem se imenuje predkambrij. Dolgo časa je veljalo, da je kambrijsko obdobje nakazalo nastanek večceličnih fosilov na splošno, vendar so odkritja tako imenovane ediakarske biote v zadnjih petdesetih letih dokazala, da so večcelični organizmi obstajali že pred kambrij. Vendar ti niso bili niti približno tako zapleteni kot njihovi kambrijski potomci, s katerimi imajo le šibke povezave. Prvotno je veljalo, da v kambrijskem obdobju ni bilo kopenskih rastlin, vendar je molekularno datiranje pokazalo, da to ni res, in dejansko je bilo nekaj primitivnih kopenskih rastlin že pred 700 milijoni let in gobe, ki so živele na kopnem, kar 1000 pred milijoni let. Mnogi od teh so bili preprosti organizmi, podobni mat ali listi.
Številne pomembne vrste so se prvič pojavile v obdobju kambrija: trilobiti, brahiopodi, členonožci (vodni škorpijoni) in konodonti (predhodniki vseh vretenčarjev). Vsaka sodobna živalska vrsta, razen bryozoa, vrste organizmov, ki gradijo grebene, je imela svojega predstavnika v kambriju.
Kambrijsko obdobje je prvo geološko območje, ki je opredeljeno s prisotnostjo določenih fosilov in ne s poljubno časovno zasnovano delitvijo. Začetek obdobja je opredeljen s pojavom trilobitov, njegov konec pa se zgodi med kambrijsko-ordoviškim izumrtjem, prvim večjim izumrtjem v fanerozojskem eonu, časovno obdobje, ki obsega pred 542 milijoni let do danes. To izumrtje je izničilo približno polovico vseh živalskih vrst.
Kambrijsko obdobje lahko razdelimo na tri različna obdobja, od katerih je vsako dolgo približno 12 milijonov let: zgodnji kambrij, srednji kambrij in furongij. Po kambrijskem obdobju je prišlo obdobje ordovicija.