Трилобитите имаха характерно трилапово тяло, от което произлиза техното име, с твърд екзоскелет от калцит. техната анатомия се състоеше от три основни части:
- Цефалон (глава): Носеше антени, сложени очи с множество индивидуални лещи, хранени органи и миризми органи. Някои видове развиваха шипове на цефалона.
- Торакс: Състоел се от множество артикулирани сегменти, обикновено 2 до 40. Всеки сегмент имаше двойни суглобни допълнителни за ходене, локомоция или плуване, понякога с куки, шипове или сетае; някои крайници бяха модифицирани в жабри.
- Пигидиум (опашка): Оформен от сливане на задни торкални сегменти. Неговата форма и размер бяха значими диагностични черти при идентификация на трилобити.