Kambrijska revolucija substrata je bila ključni evolucijski dogodek, ki se je zgodil na zori kambrijskega obdobja pred 542 milijoni let. Revolucija je bila sestavljena iz prvih rovov, ki so se zarili globoko v substrat, namesto da bi se pasli na površini ali tik pod mikrobnimi preprogami, ki so takrat prevladovale na morskem dnu. Dejansko je začetek kambrija mednarodno opredeljen s prvim pojavom Trichophycus pedum, vseprisotnega sledi fosila z značilnim vzorcem zanke. Ropavec, ki je naredil sled fosil, ni znan, morda pa je šlo za polža ali primitivnega členonožca.
Pred kambrijsko revolucijo substrata je bilo morsko dno sestavljeno iz mikrobne blazine na vrhu trdega, slojevitega, sulfidnega, anoksičnega substrata. Živali so živele na preprogi, se nanjo pritrdile z oprimki, se pasle po površini preproge, bile vanjo vgrajene ali se zakopale neposredno pod njo. Ker je bil substrat pod njim skoraj popolnoma anoksičen (brez kisika), je bil napolnjen s sulfat-reducirajočimi bakterijami, ki so oddajale vodikov sulfid, strupen za večino drugih organizmov, kar jih je odvračalo od globokega kopanja.
Po milijardah let substratov, v katerih so prevladovale bakterije, ki reducirajo sulfate, se je nekaj pionirskih organizmov začelo zarivati globlje v substrat, zaradi česar je bil bolj ohlapen in nasičen s kisikom. To je sprožilo cikel povratnih informacij, pri katerem je substrat postal manj sovražen do živali, živali pa so prevzele pobudo, da se bolj agresivno zakopljejo vanj in zaužijejo bakterije in druge živali, ki so kolonizirale novo oksigenirano okolje. Končni rezultat je bil razvoj širokega spektra organizmov, ki se kopljejo, in odpiranje nove oceanske niše. Oksigenacija zgornje plasti substrata je morda prispevala k kambrijski eksploziji, velikemu dogodku evolucijskega sevanja, ki se je zgodil kmalu po kambrijski revoluciji substrata. Nasprotno pa ima kambrijska eksplozija lahko druge vzroke, kambrijska revolucija substrata pa je lahko stranski učinek diverzifikacije organizmov.
Obstajajo tri glavne prednosti kopanja, ki bi pospešile kambrijsko revolucijo substrata, ko se je začela: dostopnost hrane, sidrišče (ki je preprečilo, da bi živali odplaknili tokovi) in izogibanje plenilcem. Ker so plenilci ponavadi večji in manj okretni od majhnih živali, bi se le malokdo med njimi zakopal v blatno podlago. Kambrijska revolucija substrata je bila začetek konca za mikrobne preproge, ki jih zdaj najdemo le v ekstremnih okoljih, ki niso gostoljubna za ropače, kot so slana jezera in najgloblji dosegi oceanskega dna.