Členonožci so ogromna živalska vrsta, ki vključuje rake, pajke, nešteto nogice (stonoge in stonoge), žuželke in njihove bližnje sorodnike. Z več kot milijonom opisanih vrst členonožci predstavljajo 80 % vseh živih vrst. Če bi nezemljani obiskali Zemljo in bi morali vzeti vzorec »tipične zemeljske živali«, bi vzeli členonožca.
Čeprav danes živi na milijone vrst členonožcev, obstaja veliko dodatnih milijonov izumrlih členonožcev, ki so izumrli skozi 600 milijonov letno zgodovino večceličnega življenja. Paleontologi so odkopali nekaj deset tisoč teh izumrlih členonožcev kot fosile in se potrudili analizirati, kako natančno so izgledali in kako so živeli. Odkrito je bilo ogromno znanja in zdaj vemo o številnih vrstah izumrlih členonožcev, ki niso živeli več sto milijonov let.
Členonožci so eden od mnogih tipov, ki so se pojavili okoli kambrijsko-predkambrijske meje, pred 542 milijoni let. Dejansko vse več dokazov kaže, da so se členonožci morda pojavili že pred tem, v edikarskem obdobju, pred 555 milijoni let ali več. Diplichnites in Parvancorina sta dva zgodnja kandidata za členonožce. Domneva se, da so se členonožci odcepili od žametnih črvov (onihoforov) v poznem predkambriju. Nekatere od teh segmentiranih zgodnjih oblik izumrlih členonožcev so videti kot primitivni trilobiti.
Najbolj znan izmed vseh izumrlih členonožcev je zagotovo trilobit, členonožec v obliki ščita, ki je bil zelo uspešen v kambriju, preden je šel v globok upad. Trilobiti so morda presegli zgodnje ribe, ki so bile bolj inteligentne in so imele hitrejši metabolizem. Fosili trilobitov so tako številni, da jih lahko kupite za nekaj dolarjev na eBayu in drugih virih fosilov.
Drugi zgodnji členonožci so bili evripteridi, morski škorpijoni, ki so se pojavili v kambriju in so obstajali do preostalega paleozoika, sčasoma pa so povzročili kopenske škorpijone, preden so izumrli. Nekateri od teh morskih škorpijonov, kot je Jaekelopterus, so dosegli 2.5 m (8 ft) dolžine, več kot človek.
Členonožci so bili prve čisto kopenske živali, ki so zapustile fosile, kar dokazuje odkritje 428 milijonov let starega fosilnega stonoga Pneumodesmus newmani. Čez 10 milijonov let se v fosilnem zapisu pojavijo tudi stonoge. Te živali so se verjetno razvile iz vodnih različic, ki so prigriznile spužve in majhne rake.
Ko so rastline kolonizirale zemljo, so z njimi odšli členonožci. Minilo je več kot 50 milijonov let, preden so ribe razvile noge in začele hoditi po kopnem, postale dvoživke in plen členonožce. V tem istem času, pred približno 375 milijoni let, so se začeli razvijati večji členonožci, njihova telesa pa je omogočila visoka raven kisika v Zemljini atmosferi. Ker členonožci nimajo zaprtega cirkulacijskega sistema, je njihova velikost omejena s kisikom, ki ga lahko pasivno absorbirajo.
V tem obdobju, ki se imenuje karbon zaradi vseh nahajališč premoga, ki so jih gozdovi pustili za seboj, so obstajali sorodniki kačjih pastirjev, kot je Meganeura z dvema razponoma kril, in sorodnik stonog, Arthropleura, ki je dosegla približno 2.5 m (8 ft). ) po dolžini, ki se ujema s starodavnimi morskimi škorpijoni za naziv največjega znanega členonožca.