Esta era antigua duró unos 315 millones de años. El planeta era muy distinto del actual. Las tierras emergidas tenían el aspecto de islas más o menos dispersas alrededor del terrestre.
En un principio, la vida en el mar se hizo muy rica. Los fósiles de la primera mitad del son algunos invertebrados como , graptolitos, y . Los correspondientes a la segunda mitad de esta era, comprenden algunos fósiles de plantas y de vertebrados, como peces y .
En el periodo , iniciado hace 560 millones de años, la vida, vegetal y animal, estaba confinada a los mares. Aparecen los primeros caracoles, así como los moluscos . En el reino vegetal las plantas predominantes eran las algas en los océanos y los líquenes en la tierra. Su enorme proliferación contribuyo al aumento de oxígeno en la atmósfera terrestre.
En el siguiente periodo, Ordovícico, iniciado hace 510 millones de años, aparecieron los primeros , unos peces primitivos, y los corales. Los animales más grandes fueron unos cefalópodos (moluscos), que tenían un caparazón de unos 3 m de largo. Las plantas de este periodo eran similares a las del periodo anterior.
Hace 438 millones de años se inicia el Silúrico. El avance evolutivo más importante fue la aparición del primer animal de respiración aérea, un .
El periodo Devónico, que comenzó hace 408 millones de años, se caracteriza por la aparición de varios tipos de peces, que abarcaban , peces acorazados y una forma primitiva de peces con escamas duras, de los cuales evolucionaron probablemente los antepasados de los .
También había corales, estrellas de mar, esponjas y , así como el primer insecto conocido. Se desarrollaron las plantas leñosas y, a finales del Devónico, lo hicieron otras plantas terrestres tales como los .
El periodo comenzó hace unos 360 millones de años. Un grupo de , predominaron entre todos los grandes organismos marinos. Los animales terrestres más notables fueron una especie de anfibias. Diversas plantas terrestres comenzaron a diversificarse y a aumentar de tamaño, sobre todo en zonas pantanosas.
En la segunda parte del carbonífero surgieron los reptiles, que evolucionaron a partir de los anfibios y que eran ya terrestres en su totalidad. Otros animales de este periodo fueron los arácnidos, las serpientes, los escorpiones, más de 800 especies de y los más grandes que han existido. Los vegetales mayores eran unos árboles escamosos, cuyos troncos medían más de 1,8 m en la base y tenían una altura de metros.
El último periodo del Paleozoico, el Pérmico, comenzó hace 286 millones de años. Ocurrieron sucesos tan relevantes como la desaparición de gran parte de los organismos marinos y la rápida evolución y expansión de los , que eran de dos tipos: reptiles semejantes a los , completamente terrestres, y reptiles semiacuáticos lentos. La vegetación de este periodo, muy abundante, estaba constituida sobre todo por helechos y .
La parte final del paleozoico fue un periodo de agitación generalizada de la corteza terrestre. Emergieron continentes de debajo de los mares poco profundos del carbonífero precedente. Todas las masas continentales de la tierra se reunieron en una sola, llamada .