Thylacocephala (del griego θύλακος thylakos, "bolsa", y κεφαλή (céfalon), "cabeza", es una clase única de artrópodos extintos con posible relación con los crustáceos que vivió entre el Silúrico y el Cretácico.
Los Thylacocephala son un grupo de artrópodos bivalvos con una morfología ejemplificada en tres pares de largos apéndices predatorios e hipertrofiados cuyos fósiles se pueden encontrar alrededor del mundo.
Un exoesqueleto lateralmente compreso cubre sus cuerpos enteros cuya superficie lateral puede estar externamente ornamentada.
Se reconocen los siguientes: