寒武系是寒武纪形成的地层，分下、中、上三个统。中国寒武系共有九个阶，分属三个统。下寒武统（以滇东为例）包括梅树村阶、筇竹寺阶、沦浪铺阶和龙王庙阶；中寒武统（以华北为例）包括徐庄阶和张夏阶；上寒武统（以华北为例）包括崮山阶、长山阶和风山阶。中国寒武系全为海相沉积，分布几乎遍及全国各地。寒武系代表古生代第一次海浸，多为浅海相，对各种生物繁殖极为有利。岩层沉积程序也极有规律，由砂岩、页岩到灰岩。在华北及东北南部，下寒武统以紫红色页岩为主夹灰岩；中寒武统以厚层鲕状灰岩为主；上寒武统主要为薄层灰岩及竹叶状灰岩。在华中西南，寒武系以巨厚白云质灰岩，白云岩和厚层灰岩为主。下寒武统在东南区以黑色页岩为主，中上寒武统以黑色薄层灰岩含大量球接子类三叶虫为主。在西北区的三叶虫类与东南区相似。寒武系底部含有磷矿层，分布于滇东、黔、川、鄂、湘、皖南、豫西及陕南等地。河北、辽东上寒武统的厚层白云灰岩具有工业价值。磷和白云灰岩是中国寒武系中的主要矿产。