尽管脊椎动物在动物王国中只占一小部分，但它们都是我们大家所熟悉的。它们显著的特征是有脊椎骨或脊柱。典型的脊椎动物体内有连接肌肉、四肢、复杂感觉器官和大脑的骨架。内部复杂的骨架使脊椎动物可以长的是相当大，而且适应性强，无论生活在陆地或水中都可以。科学家把脊椎动物分为五类：鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。
进化
最初的脊椎动物是从5亿年前生活在海底泥层中小小的像虫一样的动物进化而来，这种动物看上去和与脊椎动物关系密切的文昌鱼相似。文昌鱼头露在沙子外面，从海水中过滤小的食物颗粒。尽管没有骨架，文昌鱼却有类似于脊椎的脊索延伸至整个背部。
不相像的亲缘生物
一些海洋被囊植物看上去一点也不像脊椎动物的亲缘生物。当它们长成以后，它们固定在海床上，利用囊状身体过滤海水获取食物，然而它们的幼虫看起来很像蝌蚪，在它们背部有明显的支撑组织。它们体内含有脑和神经索，但当它们成年后，这些组织都会消失。
脊椎
脊椎从颈部延伸至尾部，是脊椎动物骨架的主要支撑部分。它们能保护从脑至全身的神经组织。它不是由单独一块骨构成的，而是由许多块相互连接的椎骨组成，大象的脊椎承担着它整个身体的重量。
皮肤
脊椎动物的皮肤呈鳞状、粘滑、多毛或羽状。如大象的皮肤几乎不长毛而且可厚达3厘米。这种皮肤可以免受伤害和寄生虫的侵入。
骨架
所有的脊椎动物都是由骨或软骨组成的结实的骨架。它可以支撑身体，维持生物形态。骨肉固定在骨架上，关节使骨架变得易弯曲，从而使动物可以四处走动。
四肢
多数脊椎动物有四肢。在鱼类中，四肢演化成鱼鳍，而在其他脊椎动物中，它们可能是腿、上肢或翅膀。包括蛇类在内的很多脊椎动物已经没有了外肢的痕迹。
感觉器官
感觉器官集在头部，可以帮助动物感觉危险，寻找食物和配偶。视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉、回声定位、电磁感应以及对热、痛、地球吸力的敏感度等在脊椎动物身上得到了极大的发展。
下腭
几乎所有脊椎动物都有能处理食物的下腭。多数脊椎动物长有牙齿。而鸟类有类似牙齿功能的鸟喙。
大脑
多数脊椎动物特别是鸟类、哺乳类和人类都有大脑。大脑被一层坚硬的头盖骨保护着。大多数的脑高度发达，类似于人类大脑有思考和记忆功能。
心脏
脊椎动物的心脏被分为几个独立的小室并有防止血液倒流的瓣膜，总而言之动物越大，心跳越慢。一头象每分钟心跳大约为30次，而地鼠是600次，而人类大约为60次。
一、脊索动物
脊索动物是动物界最高等的一门动物。脊索动物具有三大特点：具脊索、背神经管和咽鳃裂。这三大特点是以上无脊椎动物所不具备的。现存脊索动物大约有4.1万种，根据脊索存在的情况，人们将脊索动物门分成三个亚门：尾索动物亚门，如海鞘；头索动物亚门，如文昌鱼；脊椎动物亚门，如鱼、雌、龟、雀、大象等等。脊椎动物都具有由脊椎骨组成的脊柱，它们的个体一般比较大，是人类动物蛋白质的主要来源。根据它们的生活环境、外形特征、内部结构，人们又将它们分成鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲。其中哺乳纲为脊索动物中最高等的类群。
鱼类
鱼类分为软骨鱼和硬骨鱼两种。鲨鱼、鳗和盲鳗都有由软骨而非骨头组成的骨骼，它们也有多达5～7个能分别张开的鳃裂。硬骨鱼的外形各异，包括从大而小的鳗鲡到多刺带鳍的丽鱼科鱼以及像两栖动物的肺鱼。
两栖类
两栖类动物大部分时间生活在陆地上，但它们通常在水中繁殖。它们大部分有可以行走的四肢和可以呼吸空气的肺。但它们不长鳞片，皮肤疏松，潮湿的皮肤可以吸收氧气、帮助呼吸。
爬行类
爬行类最先是完全生活在陆地上的脊椎动物。与两栖类相比，它们有减少水分流失的干燥鳞状皮肤。它们的蛋有一层厚壳，可以产在陆地上。多数爬行类动物生活在地球的热带地区。
鸟类
鸟类由爬行类进化而来，此时爬行类的前肢变成了翅膀，鳞状皮肤变成了羽毛，这不反有助于鸟类飞翔而且帮助维持鸟类的恒温。由于会飞，鸟类可以在世界的任何一个角落生存。
哺乳类
所有的哺乳动物都是温血动物，用母乳喂养后代是它们的特征之一。哺乳动物包括象、大猩猩和人类等。
二、最早的脊椎动物——文昌鱼
人们知道，动物界的进化，按着从无脊椎动物到脊椎动物这样的序列进行。但两者之间的区别是非常明显的，因此在两者之间必有中间类型把它们联系起来。19世纪俄国科学家科瓦列夫斯基研究了文昌鱼的胚胎发育发现，正是它填补了两者之间的空白，为达尔文的进化论提供了一个最强有力的事实证据。为此达尔文对科氏的工作评价很高，认为“这是最伟大的发现，提供揭示脊椎动物起源的钥匙”。
身体结构
文昌鱼身体很小，呈柳叶状，很少有超过8厘米长的，生活在离海岸较近，具有沙质水底的浅海中。它们一生的大部分时间是埋在沙质的海底中度过的。文昌鱼没有头，没有偶鳍，身体分节十分明显，身上没有鳞片。
文昌鱼没有真正的脑子，除了对光线有较敏感的某种色素点之外，没有任何感觉器官。它前部两侧是鳃，鳃不直接向体外开口，而是开口在一个具特殊构造的围鳃腔里，这个腔通过腹孔与外界沟通。因此文昌鱼是通过鳃来呼吸的。鳃的结构比较复杂，是由纵横相连的非细胞的纤维质组成的，呈筐状。这种鳃不仅用来呼吸，而且还能从水底泛起的渣屑中滤取食物。这种极为原始的小鱼，虽然也有封闭的血管进行血液循环，但没有心脏。它的循环是由腹部血管中能够跳动的部分来带动，血液是无色的，血细胞也很少。
脊索
它的身体呈半透明状，因此在阳光较强的地方可以看到：它虽然没有脊椎骨，但却有一条纵贯全身、弹性强、能弯曲的脊索，位于身体背部，作为整体的内支架，它代表着脊椎骨的先期构造。在脊索的上方是神经索，下方是消化道。
活化石
正常状态的脊椎动物，以鱼为例，有一条呈水平位置的长轴。前端是头，所有感觉器官都集中在它里边。脊椎不是由软骨就是由硬骨构成，沿着脊椎的两侧除肋骨外，还有成对的鳍，通过肩带和腰带与身体相连，用作导航和平衡，或者推动身体前进。脊椎动物的一个主要特征是它的脊神经髓、循环和消化系统的位置。脊神经位于脊索或脊柱的上方，而循环和消化则位于脊柱下方。鱼类用鳃来进行呼吸，除了最原始的类型外，所有的鱼类都有颌，是由前面第三对鳃弓转变而来的。
把文昌鱼的结构与正常状态下的具有脊椎的鱼的结构进行比较不难看出，它们之间是何等的相似。只要大自然把文昌鱼的结构稍微进行加工和改造，就是一个十分完美的真正的鱼了。因此，文昌鱼构造上十分接近一切脊椎动物的共同祖先，它很可能在很早很早就出现了，但在漫长的时间里，由于它安于现状不求上进，所以在进化上没有发生多大变化。但是，至少我们可以通过文昌鱼，看到所有现生脊椎动物，包括人类在内距今6亿年前的祖先大致是一个样子的。
早期鱼类
现知最早的鱼类化石，是约5亿年前的一些零散的鳞片。最早出现的鱼类是无颌鱼类，它们没有上下颌，只有一个漏斗式的口位于身体前端，不能主动摄食。最早的有颌鱼类是盾皮鱼类，它们已有上下颌，能主动摄食。最早的软骨鱼类出现于3亿年前泥盆纪早期，裂口鲨常被视为最原始类的代表之一。硬骨鱼类是最进步的鱼类，一般认为，它们从4亿年前的棘鱼进化而来。
三、鱼纲
最初的鱼出现在约5亿年前。现在生活在世界的河、湖、海中的鱼类大约有2.5万多种。有些是体温不能适应周围环境温度变化的冷血鱼类，而有些鱼类却生活在极端的环境中。比如一些大西洋鱼类的血液中含有抗冻物质，使它们能够在0℃以下生存。而有些生活在沙漠热泉中的鱼类可以在40℃时生存下去。
鱼类的解剖
多数鱼类的表面覆盖着一层有保护作用的鳞片，且身体形态一般呈流线型。它们的内部器官与其它脊椎动物相似，有可在水中呼吸的鳃和能帮助鱼类游动的鳍。鱼鳍包括尾鳍、背鳍、臀鳍等，其中胸鳍和腹鳍与其它脊椎动物的肢相对应。
鱼的类型
鱼类主要有三种类型。大约95%的鱼类是属于硬骨鱼，如鳕鱼和鳟鱼，它们的脊椎、头骨、肋骨、下腭等都是由硬骨构成。多数鱼有叫鳔的气囊，可以控制鱼的沉浮。鲨鱼类则属于软骨鱼，骨骼为软骨，无鳔。无颌鱼包括两类，它们体态呈烟囱状，无鳃。
不在水中的鱼
有些鱼大部分时间不生活在水中。跳跳鱼大部分时间就生活在泥地上，但它们需要保持皮肤湿润。它们通过特殊的鳃呼吸，当它们在陆地上时，它们能够在嘴和鳃中保持一定的水分。肺鱼可以通过鳔状的肺呼吸，而欧洲鳝鱼当它们在陆地上时可以通过皮肤进行呼吸。
“鳞片”
鱼类鳞片有四种基本类型。多数硬骨鱼的鳞片是骨鳞，一部分重叠，呈覆瓦状排列在表皮下面，鲨鱼类的鳞片是盾鳞，它们像牙齿状结构的鳞嵌在皮肤里，形成砂纸一样的表面；腔棘鱼类有四层齿鳞而长吻硬鳞鱼长有钻石状的硬鳞；另外像鲶鱼等一些鱼类根本就没有鳞。
水下呼吸
像许多动物一样，鱼类也需要氧气来生存。鱼用嘴吸入含氧的水，通过头后的鳃抽吸进来。鳃有足够大的表面积来吸收氧，氧从中通过鳃膜进入鱼的血液。氧在血管中被输送至身体各部分。废物，包括二氧化碳，随水排出。
鱼类的洄游
鱼类在水中的运动，大体上可分为两种：一种是没有一定规律的，没有一定的方向和周期性，因而被称为“不定向移动”；另一种则相反，它的运动是有目的性的，时间和距离相当长，有一定路线和方向，而且在一年或若干年中的某一时间，某些环境条件下，作周期性的重复，因而形成了所谓“定向移动”，这就是通常所说的洄游。大马哈鱼和鳗鱼是洄游现象比较典型的例子。
洄游的原因
鱼类洄游的原因很多，首先是受到外界条件的影响。由于鱼类在水中生活，它的活动受温度水流和盐度等的影响，大多数是由水流的作用而引起的，特别是对幼鱼的洄游起着重要作用。大多数鱼类也和候鸟一样，对温度的感觉相当敏感，它们只能在一定的水温中生活，当水温发生变化的时候，鱼类就要寻找适应生活的环境，从而产生洄游。由于它们身体的两侧有许多被称为“侧线”的感触器官，对水流的刺激尤为敏感，能帮助鱼类确定水流的速度和识别方向，例如我国沿海的大黄鱼、小黄鱼。
鱼类的繁殖
鱼类大多都是产卵繁殖。鲤鱼和狗鱼每次产卵10万枚、冬穴鱼30万枚、山鲶50万枚、鳊鱼每次产卵约2.5万枚、大鲟鱼和鳕鱼高达几百万枚、翻车鱼一次产卵300万枚，以产卵多为世界之最。鱼产卵后大多对其后代的生死存亡置之不理，因此，它们的儿女中只有百分之几能长成大鱼。但鱼类动物中也有极个别的关心其后代成长状况的。雄刺鱼会亲自搭建“产房”，然后将雌鱼引领其中，雌鱼产卵后便弃巢而去。而雄鱼则坚守岗位，在巢中护卫鱼卵，待到幼鱼孵化出来后，雄鱼仍然在一定的时间内，呵护它们健康成长。
1、圆口亚纲
圆口亚纲鱼类是最原始的鱼类，它们没有上下颌，口内长有很多牙齿，成为圆形的吸盘，用以吸食大鱼的血和肉。
无颌鱼
无颌鱼是鱼类中一个很小的群，仅由盲鳗和七鳃鳗组成。科学家对它们感兴趣是因为它们是非常简单的脊椎动物，人们认为最初出现的真正的鱼就是从它们的祖先进化而来。无颌鱼的身体很长，很像鳗鱼，它们无颌无肢、无鳞、无头骨或真正的骨头。
盲鳗
盲鳗是一种没有颌的原始鱼类，全长近1米。它们一般在海面以下100米深处生活，以小型甲壳类动物及多种鱼类的尸体为食。盲鳗的牙齿像一排一排的梳子，能将肉从猎物身上刮下来。盲鳗和七腮有鳗亲缘关系，但与七腮鳗不同的是盲鳗不会攻击活鱼。有时候它们会钻进大鱼的尸体内，将尸体的肉全部吃掉，只剩下外面的皮和鱼骨。
七腮鳗
七腮鳗喜欢生活在极冷的海水或淡水中，而盲鳗则几乎在各个海域都能存活，但它们不会出现在淡水中。七腮鳗主要靠寄生在其他鱼类身上生存，它们常用吸盘吸附在大鱼身上。七腮鳗的幼体一般都潜状在水底，以浮游生物为食。它们咽喉的两则有许多小孔，这使得孔内的腮可以将其身体内部和外界连通。在一般情况下，吸盘能够阻止水流出入，同时还能够给血液充氧。
2、软骨鱼亚纲
鲨鱼、鳐鱼和魟鱼都是软骨鱼，它们的骨骼由软骨构成。软骨虽然比硬骨脆弱，但它的强度仍然很大，足以支撑海洋中最庞大的动物。软骨鱼没有鱼鳔，却有一个很大的肝脏，经过消化的养分像油一样被储藏起来，这里的比重比水要轻，起到了和鱼鳔类似的作用。但它的效果比起鱼鳔却要差一些，所以鲨鱼要经常地保持运动，否则就会一直沉下去。