三葉蟲綱（學名：Trilobita）的動物通稱三葉蟲，是節肢動物門（Arthropoda）中已經滅絕的一綱，牠們最早出現於寒武紀，在奧陶紀早期達到頂峰，此後因為奧陶紀-志留紀滅絕事件逐漸減少至滅絕。最晚的三葉蟲（砑頭蟲目）於二億五千萬年前二疊紀結束時的生物集群滅絕中消失。。三葉蟲（Trilobite）是古生代最具代表性的海洋節肢動物，因其背甲在橫向上分為「中軸」及左右兩側的「側葉」而得名。它們在地球上存活了約 2.7 億年，種類超過 22,000 種，是古生代地層的重要指標化石，多樣性之高堪稱古代海洋的「昆蟲」。
三葉蟲是非常知名的化石動物，其知名度可能僅次於恐龍。在所有的化石動物中三葉蟲是種類最豐富的，至今已經確定的有九（或者十）個目，一萬五千多個物種。大多數三葉蟲是比較簡單的、小的海生動物，牠們在海底爬行，通過過濾泥沙來吸取營養。牠們身體分節，有帶溝將身體分為三個垂直的葉。在世界各地都有發現過其化石。
