La plupart des trilobites vivaient dans la boue des environnements marins peu profonds où ils se nourrissaient en tant que prédateurs ou charognards d’une variété de matières organiques. Certaines espèces étaient peut-être capables de nager ou de flotter, tandis que d’autres vivaient probablement sur ou sous des rochers. La plupart des trilobites pouvaient enrouler leur corps en boule, et comme les cloportes et les cloportes d’aujourd’hui, cette posture était probablement une forme de comportement défensif.
Personne ne sait exactement pourquoi les trilobites se sont éteints. Leur disparition semble coïncider avec une vague massive d’extinction qui a emporté plus de 90% de toutes les espèces marines à la fin de la période permienne. L’explication la plus populaire, un changement climatique global, est étayée par des preuves de changements soudains du niveau de la mer et de la végétation terrestre. Les forêts marécageuses de prêles, de mousses et de fougères à graines ont disparu et ont été remplacées par des cycades et d’autres plantes primitives portant des graines. Les nuages de poussière provenant d’une activité volcanique excessive, l’impact d’une comète ou d’une météorite, ou encore l’attraction gravitationnelle résultant du quasi-abandon d’un grand corps céleste ont tous été proposés comme explications possibles de la grande extinction du Permien.