脊椎动物是动物界最高等的一类，也是种类相当丰富的一个门。它包括低等的脊椎动物如现代海洋中的文昌鱼、海鞘等，以及较高等的脊椎动物如鱼、蛙、龟、鸟、牛、猿猴、人类等。
本门动物最主要的共同特点是具有脊椎。脊椎是一条具弹性而不分节的白色轴索，起源于内胚层，起支持身体的中轴作用。高等动物的脊椎只在胚胎期存在，胚胎期后由周围结缔组织硬化而成的脊椎所代替。
在脊椎的背侧有中枢神经系统，是中空的神经管，起源于外胚层，大多数脊椎动物的神经管前部扩大成脑。在脊椎的腹侧有消化道，它的前端两侧有左右成排的小孔与外界沟通，这些小孔称为鳃裂。水中生活的脊椎动物终身保留鳃裂，陆地脊椎动物仅在胚胎期具有鳃裂，后来发展成肺呼吸。
脊椎动物门中的动物，根据其脊椎、神经管鳃裂的特点以及形态特征，可分为四个亚门：半索亚门、尾索亚门、头索亚门和脊椎亚门。这四个亚门中仅有脊椎亚门是进化的主干，其余三个亚门是在向脊椎进化途中生出的旁支。
半索亚门又称口索动物，身体分为吻、颈和躯干三个部分，在吻部有一段类似脊椎的构造。单凭着这一小段“类脊椎”便能判断它是由无脊椎向有脊椎转变的一种过渡型动物，这类动物全部是海生，现在还活着的动物代表有柱头虫，化石代表有笔石。
笔石是已经绝灭了的群体海生动物，由于它的化石印迹像描绘在岩石层面上的象形文字，故称此名。笔石化石全世界各洲均有发现，其地史分布自中寒武世至早石炭世，其中的正笔石在奥陶纪、志留纪达到极盛，且演化迅速，分布地广，绝灭也快，成为这种两个纪的标准化石之一，其种属可在世界范围内作地层对比工作。笔石群体的外形粗看起来像松折枝的化石，即使是专家，稍不留神也会认为是苔藓动物。确认笔石是半索动物，也还是近几十年才明确的。
尾索亚门幼体呈蝌蚪状，尾部有脊椎，但成年后尾巴消失，钻进沙土里底栖生活，属海生单体。尾索亚门动物比半索动物在脊椎的长度上进化了一些，推测它是由半索动物的祖先分化出来的，可它的倒退比半索动物还大，已不会游泳，不能主动地觅食，只有斜插在沙滩中，等食物自动送上门来，海边渔民和海滨游泳池出售的海鞘，就是尾索动物的代表。
头索亚门身体似鱼但无真正的头，终身都有一条纵贯全身的脊椎，背侧有神经管，咽部具许多条鳃裂。比起半索、尾索动物来头索动物要算相当进步的了，它的代表动物是文昌鱼。说起文昌鱼来很有意思，它全身无骨，体长2～5厘米，生活在浅海地区，因最初是在我国海南省文昌县的沿海一带发现的，故称此名。而文昌鱼数量最多的地方是在福建省沿海一带，渔民们经常捕食，其捕捉的方法也很特别，根据它遇惊而喜钻沙的特点，先趟水走几次，然后把沙子挖起堆成堆，再盛一桶（盆）海水，用瓢舀起一瓢沙，在桶中慢慢澄，沙落鱼出，多的时候，一瓢中能澄出半瓢鱼来。拿回家里用鸡蛋裹上下油锅一炸，其味鲜美无比，又无骨刺鲠喉，常是渔家用来招待客人的佳肴。可惜现在已不多见了，随着沿海工业的发展，近海污染严重，文昌鱼也几不见踪迹了。
半索、尾索和头索动物，尽管都算脊椎动物门，但都是低级的，连头都没有，故统统称为原索动物或称为无头类，它们也是动物进化中的侧支，真正代表进化方向的还是脊椎动物亚门。