蠕虫动物是许多原始的刚刚有三胚层身体结构的动物的统称，它包括了许多庞杂的类群。所谓三胚层，就是在类似于珊瑚或是海绵那样的只有内、外两个胚层的动物的身体结构基础上又在内胚层和外胚层之间形成了中胚层。
除了中胚层产生之外，所有的蠕虫动物也还有一些其它的共同特点，如身体两侧对称、身体分节、形成了雏形的附肢--疣足等。
根据有无体腔的形成，科学家把蠕虫动物首先分为无体腔、假体腔和真体腔三大类。其中，无体腔蠕虫动物包括扁形动物门和纽虫动物门两大门类，假体腔蠕虫动物包括包括线虫动物门、线形动物门、轮虫动物门、腹毛动物门、动吻动物门和棘头动物门，而真体腔蠕虫动物则包括螠门、星虫门、鳃曳动物门和环节动物门。
无体腔蠕虫动物和假体腔蠕虫动物保存下来的化石非常稀少，仅有一些寄生类化石、印痕化石等。
真体腔蠕虫动物的遗体化石也很少，但是虫颚（虫牙）和遗迹化石较为丰富。20世纪90年代，我国科学家在云南省澄江地区发现了大量的寒武纪古生物化石，被称为“澄江动物群”，其中就有属于鳃曳动物门的蠕虫动物遗体化石，如帽天山虫、环饰蠕虫和古蠕虫等。这些5亿多年前潜居在古海洋海底泥砂中的古老生物为科学家研究地球早期的动物进化及地球早期生态环境提供了难得的线索。
