進化論を前提に化石を時代区分すると、ある問題に直面します。カンブリア紀（5億4000万年～4億8800万年前）と呼ばれる時代以前には動物化石がほとんど発見されないのに、その直後の地層に突然全ての門(*)の動物化石が出現するという問題です。それらの化石は現在の動物と同じく複雑で、眼も持ち、脊椎動物も含まれます。これはカンブリア爆発と呼ばれ、進化論者の間でも大きな謎とされています。

ダーウィン（1887-1962）は「生物は少しずつ多様化し、進化する」と仮定しましたが、彼はこの問題を説明できませんでした。その後、生物は長い期間進化せず、突然短い期間で進化するという説（断続平衡説、1975年）が考えられました。この説では一回の進化が極めて短い期間で起きなければなりません。ある、哺乳類の多様化に関する研究ではその期間は10-15代とされました。現在の進化論は遺伝子の突然変異の繰返しで進化が起こるとされていますが、たった15代の間に種を越える程大きく有益な突然変異が繰返されることは、現代の遺伝学では考えにくいと思われます。他に、カンブリア紀以前に生物の多様化が起こっていたという説が考えられていますが、その明確な根拠となる化石はいまだに見つかっていません。

進化論によると、それまで30億年間全く進化しなかった生物がそれに比べて一瞬の期間に全ての動物門に進化したことになりますが、そのような仮定は非常に不自然です。このように、カンブリア爆発は進化論の科学性に大きな疑問を呈している事柄であると言えます。

（*門…生物の分類。動物は38門に分類される）