脊索动物 （英語 ：chordate ）是隶属脊索动物门 （学名 ：Chordata 两侧对称动物 ，是动物界 物种多样性 第三多的一个门 ，現存 物种 约81000餘種，仅次於属于原口动物 的节肢动物门 和软体动物门 [ 4] 生态位 处於最顶端的一门，在水域 和陆地生态系统 中都占有优势营养级 位置，其中包括有史以来单个体型最大的动物和绝大部分顶级掠食者 。
脊索动物下分头索动物 、被囊动物 （旧称尾索动物 ）和脊椎动物 三個亚门 ，已滅絕 的古蟲動物 有時也被劃為脊索動物的一个亞門。此外半索动物 也曾被提出置於脊索动物门下成為“口索动物”亚门，但其现已单列为一门并与棘皮动物门 共同组成名为步带动物 的演化支 ，是脊索动物的姐妹群 ，脊索动物和步带动物共同组成了後口動物總門 。
所有脊索動物的共同特点是在生命周期 中所有或部分階段都具備五個共同衍徵 ——即區別於其它動物類群 的五個特有構造：脊索 、背神经索 （发展成脑 和脊髓 ）、內柱 （在脊椎动物中演化 成甲状腺 ）、咽裂 （在鱼类 中演化为鳃裂 和鳃弓 ）以及肛 后 尾 （在一些物种中只残留尾椎 ）。其中脊索动物门得名于第一个特征——脊索，一條位於肠管 背侧、主要由胶原纤维 交叉螺旋 包裹糖蛋白 组成、有一定弯曲弹性的棒状組織，為所有脊索動物體內中轴 内骨骼 的原始雏形，在脊椎动物亚门中则被矿化 的脊椎 取代，脊索的残遗 发展成为椎间盘 ；在绝大部分被囊动物中则只在幼体 阶段保留脊索，在成体 中则完全退化消失。
脊索动物最早的化石紀錄 可追溯至五億年前古生代 初期的寒武纪生命大爆发 時期，在当时主要是栖息在底层区 的滤食性动物 。三个亚门中最多样、最成功的是寒武纪 早期由少数保留了运动 滤食习性的脊索动物演化 成为自游动物 而来的脊椎動物亞門。作为脊索动物的冠群 ，脊椎动物先是在奥陶纪 不断繁衍出以牙形石 和甲胄鱼 为代表的无颌鱼类 ，后在志留纪 出现了以盾皮鱼 和棘鱼 为代表的有颌鱼类 并在泥盆纪 彻底压倒了在称霸古生代前期的软体动物（如房角石 ）和节肢动物（如板足鲎 ），至今仍是各个生态系统的优势种群。在泥盆纪晚期灭绝事件 后，脊椎動物以硬骨魚類 最為繁盛，其中輻鰭魚 種數約佔現生脊索動物的一半，而肉鳍鱼 则演化出了唯一适应 陆生 的脊索动物——四足类 。脊椎動物是脊索動物中身體構造最為複雜精密的族群，一個重要特徵是脊索僅存在於胚胎 時期，後續随着成長被分节的脊柱 取代，仅留残余变为椎间盘 的髓核。脊椎动物（特别是四足类中的羊膜类 ）同时也是所有动物中神经系统 功能最为复杂多样的类群，其感知 和认知 能力远超其它任何动物类群，在进入新生代 后更是演化出了自地球 形成以来唯一建立文明 并能探索宇宙 的灵长 哺乳类 物种——智人 。
脊索动物的普遍特征包括：在生命中的一定阶段具有脊索 （在脊椎动物中演化变为椎间盘 ）、背神经索 （在脊椎动物中是中空的神经管 ，后变成脑 和脊髓 ）、内柱（有颌类 脊椎动物中变为甲状腺 ）、咽裂 、以及位于肛门 背侧 的尾部 （肛後尾）。被囊动物 （尾索动物）的幼体具有脊索和神经索，脊索動物也是兩側對稱的，有真體腔 和閉管式循環系統 （被囊動物 除外）；头索动物 终身保留脊索和神经索；而在进化程度最高的脊椎动物 中，脊索由矿化 的脊柱 取代。
以下列表参考自英国 古生物学家迈克尔·本顿 （ 英语 ： Michael Benton ） 古脊椎动物学 （ 英语 ： Vertebrate Palaeontology (book) ） [ 5] [ 6] 脊椎动物 以外的类群参考自美国 暨加拿大 鱼类学家约瑟夫·席瑟·纳尔逊 （ 英语 ： Joseph S. Nelson ） 世界鱼类 》第四版[ 7] 支序分類法 ，但也保留了林奈分类法 中使用的传统分类等级 。
脊索动物门 Chordata 头索动物亚门 Cephalochordata嗅球类 Olfactores被囊动物亚门 Tunicata尾索动物亚门 （Urochordata ），现存约3000种脊椎动物亚门 Vertebrata有頭動物 （Craniata），現存73500餘種無頜總綱 Agnatha並系群 ，现存100餘種圆口纲 Cyclostomata盲鳗亚纲 Myxini：现存约65种七鳃鳗亚纲 Petromyzontida／Hyperoartia：现存约38种†牙形石纲 Conodonta †昆明鱼目 Myllokunmingiida †鳍甲鱼纲 Pteraspidomorphi †花鳞鱼纲 Thelodonti †缺甲鱼纲 Anaspida †头甲鱼纲 Cephalaspidomorphi 有颌下门 Gnathostomata†盾皮魚綱 Placodermi：古生代 的一支披甲鱼类，与有颌下门的其他所有类群为並系 关系 †棘鱼纲 Acanthodii：古生代的一类体表带刺的鲨鱼 ，与软骨鱼纲 为并系关系 軟骨魚綱 Chondrichthyes：现存1000餘種硬骨鱼纲 Osteichthyes辐鳍鱼亚纲 Actinopterygii：现存30000餘種肉鳍鱼亚纲 Sarcopterygii：在不含四足類 的情况下，现存8种四足總綱 Tetrapoda[ 5] [ 6] 以下為脊索动物的系統發生樹 [ 13] [ 14] [ 15] [ 16]
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