Paläozoikum

Während des Kambriums war die gesamte Landmaße fast komplett über die Südhalbkugel verteilt. Die südlichste Landmasse war der Großkontinent Gondwana (heute Afrika, Madagaskar, Saudi-Arabien, Antarktika, Südamerika, Australien, Indien sowie Teile Europas und Asiens). Weiter nördlicher lagen die Kontinente Baltica, Sibiria und Laurentia.

Die globale Durchschnittstemperatur war etwa 7°C höher als heute, so kam es zum Beginn des Kambriums wahrscheinlich zu einer Erderwärmung, wodurch der Meeresspiegel anstieg. Der Kohlenstoffdioxidgehalt in der Atmosphäre war etwa zwölfmal so hoch wie der gegenwärtige.

Das Kambrium ist die erste Epoche, in der vermehrt Tiere zu finden waren. Als Grund dafür gilt die "kambrische Explosion", da es den Anschein hat als wären in einem geologisch kurzem Zeitraum explosionsartig die verschiedenen Tierstämme entstanden. Das könnte damit zu tun haben, dass im Kambrium die ersten bekannten Tiere mit einem Gehäuse oder einem Skelett aus Kalziumcarbonat auftauchten. Dieser Stoff fossilisiert besser als der Rest des Körpers, so könnten die Vorfahren der kambrischen Tiere aufgrund des Fehlens  dieses Stoffes einfach nicht versteinert sein. Das Leben im Kambrium beschränkte sich noch auf das Wasser. Neben den Ahnen der Wirbeltiere bevölkerten vor allem Wirbellose wie Schwämme, Molusken oder Gliederfüßer die Meere, darunter die Trilobiten, auch Dreilappkrebse genannt, die artenreichste Gruppe ausgestorbener Tiere. Gegen Ende des Kambriums verschwanden zahlreiche Arten wieder.

Das Aussehen der Kontinente ähnelte während des Ordoviciums noch stark dem des Kambriums. Im Laufe der Zeit wanderte Gondwana weiter nach Norden, so auch Laurentia. Des Weiteren lösten sich von Gondwana Klein- oder gar Mikrokontinente.

Die Temperatur sank um etwa 5°C, wobei es noch immer relativ warm war. Erst gegen Ende des Ordoviciums kam es zu einer Vereisung weiter Teile Gondwanas.

Während des Ordoviciums traten viele neue Tierarten auf, darunter See- und Schlangensterne, Moostierchen, Seewalzen, Seeigel, Graptolithen (polypenähnliche Tiere) oder auch die Carpoidea, eine ausgestorbene Gruppe der Stachelhäuter. Die Seelilien verbreiteten sich ebenfalls und unter anderem Korallen bildeten Riffe. Hinzu kamen die Pterospidomorphi, eine fischähnliche Gruppe der Wirbeltiere, deren Vorderkörper von einem Panzer bedeckt war. Zu den ersten Raubtieren zählten die Seeskorpione, große marine Gliederfüßer und die Endocerida, Kopffüßer mit einem in die Länge gezogenem Gehäuse, die bis zu elf Meter lang werden konnten.

Neben den Algen, die schon im Kambrium verbreitet waren, haben sich im Ordovicium erstmals Landpflanzen entwickelt, darunter primitive Moose. Das Ordovicium endete mit einem Massensterben, dem über hundert verschiedene Gruppen zum Opfer fielen, Gründe dafür waren wahrscheinlich unter anderem die "Schließung" eines Ozeans und die Vereisung Gondwanas.

Zur Zeit des Silur kam es zur Bildung eines neuen Großkontinents namens Laurussia, der entstand nachdem Baltica und Laurentia kollidierten. Auch löste sich das Hun-Superterran von Gondwana und bewegte sich auf Laurussia zu, dadurch entstand zwischen Gondwana und dem Hun-Superterran ein neues Meer, genannt Palaeotethys.

Das Klima war während des Silurs im Vergleich zu heute warm. Der Treibhauseffekt führte zur Bildung von Flachmeeren, an Land kam es hin und wieder dennoch zu Vereisungen.

Zu Beginn des Silurs traten die ersten kiefertragenden Wirbeltiere auf, darunter erste Knochenfische und die Placodermi (Panzerfische), das waren den Fischen ähnliche Tiere mit einem kaum oder fast komplett gepanzertem Körper, die sich  zuerst im Süßwasser entwickelten. Auch die Seeskorpione haben haben viele neue Arten hervorgebracht, darunter Exemplare, die eine Länge von über zwei Metern erreichen konnten und damit zu den größten bekannten Gliederfüßern gehörten.

An Land breiteten sich die Pflanzen immer weiter aus. Die Gefäßpflanzen (dazu zählen heute Farne, Bärlapp- und Samenpflanzen) haben ihren Ursprung im Silur. Im oberen Silur ereigneten sich drei kleinere Massensterben.

Zu Beginn des Devons stieß das Hun-Superterran mit ersten von Laurussia abgebrochenen Teilen zusammen und bildete dadurch einen neuen Ozean, welcher durch das nach Norden wandernde Gondwana mit der Zeit wieder verschwand.

Während des Devons wurde es wieder wärmer und durch das Fehlen von Inlandeis stieg der Meeresspiegel.

Das Devon wird auch als "Zeitalter der Fische" bezeichnet, Grund dafür ist die große Artenvielfalt verschiedener Fischgruppen. So tauchten vermehrt Stachelhaie und Placodermi auf, aber auch Quastenflosser und die ersten Haie. Die Placodermi bringen teilweise große Arten hervor, die bis zu zehn Meter lang werden konnten und wohl die größten damaligen Tiere waren. An Land breiteten sich die Gliederfüßer aus, darunter erste Spinnentiere und Insekten. Aus frühen Vertretern der Rhipidistia (unter anderem Lungenfische und Quastenflosser) entwickelten sich schließlich die ersten Landwirbeltiere. Das waren etwa einen Meter lange Tiere, die teilweise noch im Wasser lebten, man zählt sie deshalb zu den Amphibien.

Im Laufe des Devons konnten sich weite Waldgebiete bilden, deren Pflanzen erstmal auch eine Symbiose mit Pilzen eingingen, wie man sie auch heute noch findet. Durch den zunehmenden Pflanzenwuchs und durch den Mangel an großen Pflanzenfressern stieg der Sauerstoffgehalt in der Luft. Das Devon endete mit zwei Aussterbeereignissen, die auf das Sinken des Meeresspiegels zurückzuführen sind.

Während des Karbon wanderte Gondwana, das sich im Uhrzeigersinn drehte, weiter nach Norden und kollidierte schließlich mit Laurussia.

Die globale Durchschnittstemperatur entsprach etwa der heutigen, allerdings betrug der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre aufgrund der ausgeprägten Pflanzenwelt ungefähr 163% des heutigen Niveaus. Ähnlich wie in der jüngsten Vergangenheit kam es anscheinend auch im Karbon zu Eis- und Warmzeiten.

Im Meer entwickelten die Ammoniten, Kopffüßer mit einem Gehäuse, die schon seit dem Devon existierten, viele verschiedene Arten, auch entstanden die ersten Tintenfische. Viele riffbildende Arten verschwanden, doch tauchten vermehrt riesige Einzeller und Moostierchen auf. Unter den Wirbeltieren haben sich im Wasser die Strahlenflosser durchgesetzt, die auch in der Gegenwart noch die Hälfte der bekannten Wirbeltierarten ausmachen. An Land waren die Gliederfüßer die dominierende Tiergruppe. Durch den hohen Sauerstoffgehalt in der Luft haben sich so Riesenformen entwickelt wie zwei Meter lange Verwandte der Tausendfüßler oder greifvogelgroße Libellen. Die Amphibien wurden zu den größten Landraubtieren des Karbon und erreichten teilweise die Größe heutiger Krokodile. Gegen Ende des Karbons entstand dann schließlich eine weitere Wirbeltiergruppe, die Reptilien. Diese glichen heutigen Eidechsen und waren anders als die Amphibien nicht mehr ans Wasser gebunden.

Im Karbon tauchten desweiteren viele neue Pflanzenarten auf, darunter auch die ersten Samenpflanzen. Am weitesten verbreitet waren Siegel- und Schuppenbäume, baumähnliche Pflanzen, die bei einer Höhe von 40 Metern einen Stammdurchmesser von etwa einen Meter erreichen konnten. Auch entstanden erste Nadelbäume. Die Schichten des Karbon sind bekannt für ihre Kohlevorkommen.

Im Unterperm stieß Sibiria mit dem im Karbon entstandenem Großkontinent zusammen, wodurch ein Superkontinent entstand, Pangaea. In dessen Osten breitete sich die Tethys aus, ein neues Meer.

Das permische Klima war trocken, hin wieder und kam es wahrscheinlich zu einem stärkeren Treibhauseffekt. Die südlichen Regionen waren zu Beginn des Perms noch von Eis bedeckt.

Unter den Landwirbeltieren setzten sich allmählich die Reptilien durch. Weit verbreitet waren die Therapsiden, eine artenreiche Gruppe, aus der sich wahrscheinlich die Säugetiere entwickelt haben. Die großen Gliederfüßer und viele Amphibien verschwanden wieder.

Während des Perm starben auch viele marine Tiere aus, darunter mehrere Weich- und Hohltiere, aber auch Seeskorpione und Trilobiten. Als neue Gruppe der Ammoniten traten die Ceratiten auf, die zu Beginn des Mesozoikums die am weitesten verbreiteten Ammoniten waren.

In den trockenen Gebieten Pangaeas breiteten sich unter den Pflanzen vor allem Nacktsamer aus, während im ehemaligem Gondwana größtenteils die kältetoleranten Glossopteris zu finden waren. Am Ende des Perm kam es zum größten bekannten Massensterben der Erdgeschichte, Gründe könnten Vulkanismus, ein Asteroiden-Einschlag, von Bakterien abgegebene Gase oder einfach Pangaea gewesen sein, der durch seine Lage vor allem den im Meer vorkommenden Lebewesen, die durch einen Rückgang der Schelfe schon Lebensraum verloren, mögliche West-Ost-Wanderungen erschwerte.