Trilobitter hadde en distinkt tre-lobet kropp, hvorav navnet deres er avledet, med et hardt eksoskelett laget av kalsitt. Deres anatomi besto av tre hoveddeler:
- Cephalon (hode): Bar antenner, sammensatte øyne med mange enkeltlinser, spiseorganer og luktsansorganer. Noen arter utviklet tagger på cephalon.
- Thorax: Bestod av flere artikulerte segmenter, vanligvis 2 til 40. Hvert segment hadde parvis ledede lemmer for gåing, fortbevegelse eller svømming, noen ganger med krokker, spiker eller setae; noen lemmer var modifisert til giller.
- Pygidium (hale): Dannet ved fusjon av posteriore thorakssegmenter. Dens form og størrelse var signifikante diagnostiske trekk i trilobitt-identifikasjon.