การวิวัฒนาการของสัตว์เป็นกระบวนการทางชีววิทยาที่เกิดขึ้นมาเป็นระยะเวลาหลายพันล้านปี ก่อให้เกิดความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในโลก เราสามารถแบ่งการวิวัฒนาการของสัตว์ออกเป็นลำดับขั้นตอนตามช่วงเวลาต่าง ๆ ได้ดังนี้
การเกิดสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกในมหาสมุทร

ช่วงแรกของการเกิดสิ่งมีชีวิตเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 3.8 พันล้านปี มาแล้ว ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (Prokaryotes) เช่น แบคทีเรียและอาร์เคีย สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เริ่มวิวัฒนาการและมีการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นการผลิตออกซิเจนในมหาสมุทรและบรรยากาศของโลก
การเกิดสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์

เมื่อประมาณ 1 พันล้านปี ต่อมา สิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างซับซ้อนขึ้นเริ่มปรากฏ เช่น สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (Multicellular organisms) มีการทำงานร่วมกันของเซลล์หลากหลายชนิด สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เริ่มวิวัฒนาการในมหาสมุทรก่อนจะค่อย ๆ พัฒนาเป็นรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น สาหร่ายและฟองน้ำทะเล
ระเบิดทางชีวภาพแคมเบรียน (Cambrian Explosion)

ในช่วงเวลาประมาณ 540 ล้านปี ที่ผ่านมา เกิดปรากฏการณ์สำคัญที่เรียกว่า “ระเบิดทางชีวภาพแคมเบรียน” ซึ่งเป็นช่วงที่สัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเริ่มมีจำนวนและความหลากหลายเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในช่วงนี้ปรากฏสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างร่างกายซับซ้อนและสามารถเคลื่อนไหวได้ เช่น ไทรโลไบต์ หอย และหนอนหลากหลายชนิด
การวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

ช่วง 300 ล้านปี ที่ผ่านมา สัตว์เลื้อยคลานเริ่มวิวัฒนาการเป็นกลุ่มที่สามารถอยู่ได้ในสภาพอากาศที่แห้งได้ โดยเริ่มมีการพัฒนาระบบการออกลูกเป็นไข่ ต่อมาสัตว์เลื้อยคลานบางสายพันธุ์พัฒนามาเป็นไดโนเสาร์และนก ในขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเริ่มวิวัฒนาการขึ้นมาในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน
การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่และการวิวัฒนาการใหม่

เมื่อประมาณ 66 ล้านปี ที่ผ่านมา เกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่ทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ไป ซึ่งเป็นผลจากอุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชนโลก หลังจากการสูญพันธุ์ครั้งนี้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกลายเป็นกลุ่มที่โดดเด่นและวิวัฒนาการให้มีความหลากหลายมากขึ้น เช่น กลุ่มลิงและสัตว์บกที่มีขนาดใหญ่ขึ้น
การปรากฏของมนุษย์

มนุษย์ถือกำเนิดขึ้นในช่วง 2-3 ล้านปี ที่ผ่านมา และวิวัฒนาการจากบรรพบุรุษที่เป็นลิงมนุษย์ จากนั้นมนุษย์เริ่มพัฒนาอุปกรณ์และมีพฤติกรรมทางสังคมที่ซับซ้อน ทำให้มนุษย์สามารถปรับตัวและอยู่รอดได้ในสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันไปทั่วโลก
วิวัฒนาการของสัตว์เป็นกระบวนการที่ใช้เวลานับพันล้านปี จากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวในมหาสมุทร จนถึงสิ่งมีชีวิตซับซ้อนบนบกและในน้ำ การสูญพันธุ์และการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมส่งผลต่อการวิวัฒนาการและการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ จนเกิดความหลากหลายทางชีวภาพที่เราเห็นในปัจจุบัน