关于寒武纪生物大爆发的原因有很多推论

当1859年达尔文完成《物种起源》时，他认为自己当时几乎已经解释了有关进化的所有问题，只有一个问题一直觉得很费解，那就是5.4至5.3亿年前古生代之初的早寒武纪生命突然爆发的奇特现象

寒武纪大约开始于5.7亿年前，但在大约5亿4200万年前到5亿3000多万年的时间内，地层中突然出现门类众多的无脊椎动物化石，基本就是在寒武纪开始后的短短数百万年时间里。

包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，但在更为古老的地层中却没有找到这些动物的祖先化石，在生物考古学上。

这些突然出现的种类繁多的生物化石，代表着在那个时期地球上突然出现了众多的生物物种，这被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”，其标志着地球生物演化史新的一幕。

既然这一现象被称为“生物大爆发”，那么，“爆发”的精确定义是什么？它是指动物种群的首次出现、多样性的繁荣、具有“现代”营养结构的海洋生态系统的出现

寒武纪大爆发的一个基本组件是两侧对称动物发育系统的出现。双侧对称动物是指具有纵向对称表面和特殊内脏系统的动物，包括大多数现有动物和一些明显的例外，如海绵、刺胞动物和一些小群体。

关于寒武纪生物大爆发的原因有很多推论，比较受到广泛认同的是地球大气层中氧气突然增多造成的，其含量比如今的氧气含量还要高近十个百分点，而增多的原因可能和海洋中的蓝藻有关，富足的氧气使得生物有了大爆发的条件，而良好的气候环境和生态环境则为生物爆发提供了物资基础。

另外也有人认为这次生物大爆发和动物有性繁殖的兴盛有关，因为有性繁殖使得动物的基因更全面，更有利于其自身的发展进化，所以催生了物种大爆发。

比较科学的说法：一种生物的个体数量越多，进化的速度越快，因为:总会有一定比例的个体发生基因突变，个体总量越多则发生基因突变的个体的绝对数量就会越多，基因突变的个体与基因突变的个体共同繁殖，就会产生新的物种。因此，大爆发其实是一个量变到质变的累积过程。