A trilobitáknak jellegzetes háromlobos teste volt, amiből a nevük származik, kemény kalkit külső vázzal. Anatómiájuk három fő részből állt:
- Cefalon (fej): Szárnyalakat, összefüggő szemeket sok egyedi lencsével, etetési szerveket és szaglásérzékelő szerveket hordozott. Néhány fajが発達させた a cefalon tüskéket.
- Thorax (mellkas): Több ízületi szegmensből, általában 2–40-ig. Minden szegmensnek páros ízületi végtagjai voltak a járáshoz, lokomócióhoz vagy úszáshoz, néha hookok, tüskék vagy borostyánnal; néhány végtag zsirákká alakult.
- Pygidium (farok): A hátsó torácszegmensek ötvözésével keletkezett. Alakja és mérete jelentős diagnosztikai jegy volt a trilobita azonosításban.