Kambrian aikakausi on merkittävä geologisen ajan jako, joka ulottuu noin 542 – 488 miljoonan vuoden takaa. Se on ensimmäinen ajanjakso laajemmalla paleozoikan aikakaudella. Kambrialle on ominaista monenlaisten monimutkaisten, fossiilisten monisoluisten organismien esiintyminen. Ennen tätä monisoluiset organismit muistuttivat enemmän yksinkertaisia pesäkkeitä (sieniä ja medusoideja) kuin erilaistuneita eläimiä.
Noin 10–20 miljoonaa vuotta kestäneen ajanjakson aikana kambriumin ajanjaksolla oli tapahtuma, jota kutsuttiin kambriumin räjähdykseksi ja joka viittasi lukuisten hyvin säilyneiden eläinfossiilien äkilliseen syntymiseen. Kambrian räjähdyksen aikana kaikki suuret kehotyypit ilmestyivät. Kambrialainen aikakausi on nimetty Cambrian mukaan, joka on vanhempi nimi Walesille, josta löydettiin ensimmäistä kertaa kambrian aikakauden fossiileja.
Kambrian ajanjaksoa edeltävää aikaa kutsutaan esikambriaksi. Pitkään ajateltiin, että kambrialainen kausi merkitsi monisoluisten fossiilien syntymistä yleensä, mutta ns. Nämä eivät kuitenkaan olleet läheskään niin monimutkaisia kuin heidän kambriumilaiset jälkeläisensä, joihin heillä on vain heikkoja yhteyksiä. Alun perin luultiin, että kambrian aikana ei ollut maaperän kasveja, mutta molekyylinen dating on osoittanut tämän olevan epätosi, ja joitakin alkeellisia maakasveja oli itse asiassa jo 700 miljoonaa vuotta sitten ja maalla asuvia sieniä jopa 1000 miljoonaa vuotta sitten. Monet näistä olivat yksinkertaisia matto- tai arkkimaisia organismeja.
Monet tärkeät lajit ilmestyivät ensimmäisen kerran kambriumin aikana: trilobiitit, käsijalkaiset, niveljalkaiset (vesiskorpionit) ja conodonts (kaikkien selkärankaisten edeltäjät). Kaikilla nykyaikaisilla eläimillä, lukuun ottamatta bryozoa, riutanrakennusorganismia, oli edustaja Kambriassa.
Kambrian aikakausi on ensimmäinen geologinen alue, joka määritellään tiettyjen fossiilien läsnäolon sijaan mielivaltaisen aikapohjaisen jakautumisen perusteella. Kauden alku määritellään trilobiittien ilmestymisellä, ja sen päättyminen tapahtuu kambrialais-ordoviittisen sukupuuttoon liittyvien tapahtumien aikana. Tämä sukupuutto hävitti noin puolet kaikista eläinlajeista.
Kambrian ajanjakso voidaan jakaa kolmeen eri jaksoon, joista jokainen on noin 12 miljoonaa vuotta pitkä: varhainen kambriumi, keskikambria ja furong. Kambrian kauden jälkeen tuli Ordovikin aika.