全体的に、化石記録には鉱化された外骨格のみが含まれています。 外骨格を持つほとんどの系統は、後に鉱化した非鉱化外骨格から始まったと考えられているため、各系統の外骨格の非常に初期の進化についてコメントすることは困難である。 しかし、カンブリア紀の直前の非常に短い時間で、シリカ、リン酸カルシウム、方解石、アラゴナイト、さらには接着された鉱物フレークなど、様々な材料で作られた外骨格が、異なる環境の範囲で跳び上がったことが知られている。 ほとんどの系統は、最初に鉱化された時点で海洋で安定していた炭酸カルシウムの形態を採用し、この鉱物モーフからは変化しませんでした-たとえそれがあまり好まれなくなったとしても。
先カンブリア紀（Ediacaran）の生物の中には丈夫ではあるが鉱化されていない外殻を生産したものもあり、Cloudinaのような他のものは石灰化した外骨格を持っていたが、鉱化された骨格はカンブリア紀の初めまで一般的にはならず、”小さなシェリー動物相”が台頭した。 カンブリア紀の基盤の直後に、これらの小型化石は多様で豊富になります–小さな殻を保存した化学条件が同時に現れたので、この急峻さは錯覚であ 他のほとんどの殻形成生物はカンブリア紀に現れ、コケ類は後にオルドビス紀に現れる唯一の石灰化門である。 殻の突然の出現は、殻が殻に沈殿するのに十分安定に構築されているカルシウム化合物を作る海洋化学の変化にリンクされています。 しかし、シェルの主な建設コストは、ミネラル成分の沈殿ではなく、シェルの複合構造に必要なタンパク質と多糖類の生成にあるため、これは十分な原因ではありません。 骨格化はまた、動物が捕食を避けるために穴を開け始めたのとほぼ同じ時期に現れ、最も初期の外骨格の一つは接着された鉱物フレークで作られており、骨格化は捕食者からの圧力の増加に対する反応であったことを示唆している。
海洋化学はまた、どの鉱物殻が構成されているかを制御することができる。 炭酸カルシウムは安定な方解石と準安定アラゴナイトの二つの形態を持ち、化学環境の合理的な範囲内で安定であるが、この範囲外では急速に不安定になる。 海洋にカルシウムと比較してマグネシウムの割合が比較的高い場合、アラゴナイトはより安定していますが、マグネシウム濃度が低下すると安定性が低くなり、溶解する傾向があるため外骨格に組み込むことが困難になります。
殻が両方の形態を含むことが多い軟体動物を除いて、ほとんどの系統は鉱物の一つの形態だけを使用します。
殻が両方の形態を含むことが多い軟体動物を除いて、ほとんどの系統は 使用された形態は、海水の化学を反映しているように見えます–したがって、どの形態がより容易に沈殿したか–系統が最初に石灰化した骨格を進化させた時、そしてその後は変化しません。 しかし、系統を用いた方解石とアラゴナイトの相対的な存在量は、その後の海水化学を反映していない-海洋のマグネシウム/カルシウム比は、生物の成功に無視できる影響を与えているように見え、代わりに主に大量絶滅からどれだけ回復するかによって制御される。 深海熱水噴出孔の近くに住んでいる最近発見された現代の腹足類Chrysomallon squamiferumは、古代と現代の両方の地元の化学環境の影響を示しています。; しかし、それはまた、その足の側面に装甲板を持っており、これらは、以前に任意の後生動物で発見されたことがなかったが、その成分が通気孔によって大量に放出されている鉄硫化黄鉄鉱とグレイガイトで鉱化されています。