Trilobitter havde en karakteristisk tre-lobet krop, som deres navn er afledt af, med et hårdt yderskelet lavet af kalcit. Deres anatomi bestod af tre hoveddele:
- Cephalon (hoved): Bærede antenner, sammensatte øjne med mange individuelle linser, fødeorganer og lugtregistrerende organer. Nogle arter udviklede torne på cephalon.
- Thorax: Bestod af flere ledbårne segmenter, normalt 2 til 40. Hvert segment havde parrede ledbårne lemmer til at gå, locomotion eller svømme, nogle gange med krog, pigge eller sétæer; nogle lemmer var modificeret til gæller.
- Pygidium (hale): Dannet af sammensmeltning af bagerste thorax-segmenter. Dets form og størrelse var betydelige diagnostiske træk i trilobitidentifikation.
