Hallucigenia est un genre d'animal éteint que l'on trouve sous forme de fossiles dans la formation du schiste de Burgess du Cambrien moyen en Colombie-Britannique, au Canada. Une autre espèce se trouve dans le schiste de Maotianshan du Cambrien inférieur, en Chine.
Stephen Jay Gould pensait que l'Hallucigenia n'avait aucun lien avec une espèce vivante, mais la plupart des paléontologues pensent maintenant que l'espèce était un ver de velours, un parent des arthropodes modernes.
Contrairement à son Aysheaia contemporaine, Hallucigenia ressemble très peu à l'Onychophora moderne. Les pattes allongées et griffues ressemblent peu aux paires de pattes annulaires de l'Onychophora. On ignore de quoi étaient faites les épines et quelle "protection" elles offraient. Il n'est pas facile d'expliquer pourquoi 30 spécimens ou plus - dont on pense qu'ils ont chacun sept paires de pattes plutôt longues et flexibles - ne montrent pas un seul exemple de pattes jumelées. Mais au moins, cette reconstitution de l'animal peut marcher de manière plausible, et les épines servent un objectif raisonnable. Une photo de cette reconstitution ainsi qu'une photo d'un fossile réel peuvent être consultées sur le site web de la Commission géologique du Canada.