Początek ery paleozoicznej datuje się na 570 milionów lat temu, a koniec na 245 milionów lat temu. Podczas paleozoiku miały miejsce orogeneza kaledońska i hercyńska, które przyczyniły się do ukształtowania najstarszych łańcuchów górskich na całej Ziemi. W czasie trwania tych orogenez następowały liczne procesy endogeniczne i egzogeniczne, zwłaszcza wulkanizm i metamorfizm. W tym okresie powstały najstarsze skały. Skamieniałościami przewodnimi paleozoiku są trylobity. W erze tej bardzo dobrze rozwijał się świat roślinny i zwierzęcy, głownie w morzach, ale zaczęła się również ekspansja na obszary lądowe. W czasie paleozoiku istniał tylko jeden ląd - Pangea. Pod koniec tej ery większość gatunków wyginęła.

Era paleozoiczna dzieli się na 6 okresów:

Kambr (570 - 500 milionów lat temu) - możemy wyróżnić kambr górny, kambr środkowy i kambr dolny. Na początku okresu nastąpiła ogromna transgresja morska, której maksimum przypadło na kambr środkowy. Regresja morza nastąpiła w kolejnej epoce, na skutek fazy sardyjskiej orogenezy kaledońskiej, powodującej wypiętrzenie pewnych obszarów.

Skały pochodzące z kambru występują: na Syberii i w Ameryce Północnej (wapienie), w Europie (piaskowce i łupki). Ślady kambru znaleziono również w Polsce: w Sudetach i Górach Świętokrzyskich. Występują one na powierzchni w najstarszych polskich górach, a na pozostałym obszarze - głęboko pod powierzchnią terenu.

W tym okresie występowała jeszcze bardzo prymitywna flora i fauna. Przedstawicielami roślinności były grzyby, sinice, pierwotne sinice i krasnorosty, a zwierząt - bezkręgowce morskie, z wykształconymi pancerzykami i szkieletami, takie jak: trylobity, archeocjaty, ślimaki, ramienionogi, otwornice, gąbki, jamochłony, szkarłupnie. Zachowały się one w kopalinach.

Ordowik - (500 - 435 milionów lat temu) - wyróżniamy ordowik górny, ordowik środkowy, ordowik dolny. Na przełomie poprzedniego okresu i ordowiku nastąpiła jedna z faz orogenezy kaledońskiej, a po niej kolejna transgresja morska, która trwała do ordowiku górnego. Skały z tego okresu to głownie osady morskie, takie jak: łupki ilaste, wapienie, margle, piaskowce. Najbardziej charakterystycznym miejscem występowania tych osadów są Wyspy Brytyjskie - głównie Walia i Środkowa Anglia. W Polsce ślady ordowiku można odnaleźć w Górach Świętokrzyskich.

Roślinność ordowiku była już lepiej rozwinięta niż w kambrze, zaczęły pojawiać się pierwsze rośliny naczyniowe (pierwotne paprotniki), roślinami morskimi były, tak jak poprzednio, sinice, zielenice i krasnorosty.

Bardzo rozwinięty był morski świat zwierzęcy. Występowały takie gatunki jak: graptolity, łodziki, ramienionogi i trylobity, koralowce czteropromienne, tabulaty i gąbki. W wodach morskich wykształcili się pierwsi reprezentanci kręgowców - ostrakodermy.

Sylur (435 - 395 milionów lat temu) - można wyróżnić sylur dolny, sylur środkowy i sylur górny. Przez cały okres trwała transgresja morska, która zakończyła się na przełomie syluru i dewonu. Dlatego osady pochodzące z tego okresu są pochodzenia morskiego. Są to łupki ilaste, łupki graptolitowe, wapienie organogeniczne, piaskowce, szarogłazy, zlepieńce. W Anglii, Walii i na Gotlandii można odnaleźć najokazalsze ślady tego okresu. W Polsce ślady ordowiku można odnaleźć w najstarszych górach - Górach Świętokrzyskich i Sudetach.

Z roślin występujących w tym okresie najbardziej charakterystyczne są; widłaki i psylofity, oraz występujące w wodach morskich - zielenice, krasnorosty, sinice. Jest też bardzo prawdopodobne, że występowały wtedy również brunatnice.

Sylur to okres szybkiego rozwoju fauny morskiej. Występowały wtedy; koralowce czteropromienne, ramienionogi, trylobity i łodziki. Apogeum rozwoju osiągnęły graptolity. Pojawiły się ryby tarczowate.

Dewon (400 - 345 milionów lat temu) - naukowcy wydzielili trzy jego epoki - dewon górny, dewon środkowy i dewon dolny. W tym okresie najważniejszym wydarzeniem geologicznym była orogeneza kaledońska, która spowodowała wypiętrzenie najstarszych masywów górskich na świecie. Dzięki niej może wycofało się . Koniec dewonu również wiązał się z ruchami górotwórczymi - następowały początkowe fazy orogenezy hercyńskiej.

W dewonie utworzyły się: czerwone piaskowce i zlepieńce, łupki ilaste, wapienie, dolomity. Ślady dewonu na obszarze Polski można spotkać w najstarszych naszych górach - Świętokrzyskich.

Flora i fauna tego okresu nie była jeszcze dość dobrze rozwinięta. Rośliny były jeszcze bardzo prymitywne. Flora składała się głównie z pierwszych roślin naczyniowych - psylofitów, także paproci oraz niezbyt dobrze wykształconych widłaków i skrzypów. Pierwsi przedstawiciele roślin nagonasiennych pojawili się w górnym dewonie. W środowisku morskim żyły krasnorosty oraz brunatnice.

W dewonie zwierzęta wyszły na ląd. Pierwszymi gatunkami lądowymi były stawonogi i płazy tarczogłowe. Morskie organizmy nadal bardzo dobrze się rozwijały, przeważały wśród nich koralowce oraz ramienionogi. W tym czasie pojawiły się również amonity. Bardzo dobrze rozwijały się ryby pancerne, a także ostrakodermy. Te ostatnie wymarły wraz z końcem okresu. Nastąpił wtedy szybki rozwój ryb dwudysznych, czyli mogących oddychać i na lądzie, i w morzu, a także ryb trzonopłetwych.

Karbon (od 345 do 280 milionów lat temu) - można wyróżnić karbon górny i karbon dolny. Był to okres orogenezy hercyńskiej. Na skutek wypiętrzania się wielu obszarach doszło do cofania się morza i odsłonięcia rozległych terenów lądowych. Z okresu karbońskiego pochodzi wiele utworów - wapienie, piaskowce, zlepieńce, łupki ilaste. Nazwa okresu pochodzi od tworzących się wtedy pokładów węgla. Powstały one na skutek rozkładu materii organicznej - szczątków paproci, skrzypów i widłaków w bardzo gorącym karbońskim klimacie. Węgiel kamienny wytworzony w karbonie można spotkać obecnie na wszystkich lądach na Ziemi. Bardzo bogate złoża występują również w Polsce - na Dolnym Śląsku i w okolicach Lublina.

W okresie tym roślinność rozwijała się bardzo dobrze, dzięki sprzyjającym warunkom klimatycznym. Wielkie paprocie, widłaki i skrzypy osiągały rozmiary dzisiejszych drzew. Tworzyły bujne lasy, położone na obszarach bagiennych. Przez kolejne miliony lat ich szczątki przemieniły się w węgiel kamienny. Pod koniec karbonu zaczęły pojawiać się rośliny iglaste. Spośród zwierząt nadal najlepiej rozwijały się bezkręgowce, takie jak: otwornice, ramienionogi, małże, belemnity i owady, ale żyły już ryby - rekinowate i promieniopłetwe oraz płazy tarczogłowe i pierwotne gatunki gadów.

Perm (od 280 do 230 milionów lat temu) - został najwcześniej zbadany w Europie zachodniej i wschodniej, i tu też podzielono go na dwa okresy: perm dolny - inaczej czerwony spągowiec i perm górny - cechrztyn. W tym okresie nie następowały procesy wewnętrzne, kształtujące powierzchnię kuli ziemskiej - dużą aktywność natomiast wykazywały natomiast procesy zewnętrzne - niszczące powierzchnię ziemi - takie jak erozja i denudacja. Były one potęgowane jeszcze przez bardzo gorący klimat. Na sutek działania tych procesów powstały czerwone zlepieńce i piaskowce. W czasie cechrztynu nastąpiła kolejna transgresja morska. W morzu tworzyły się wapienie, łupki miedzionośne, dolomity, pokłady soli kamiennej i potasowej oraz gipsu. Na wielu obszarach Polski można spotkać utwory permskie. Znajdują się one w starych górach - Sudetach i Świętokrzyskich, ale także w pobliżu Krakowa i na nizinach. Na skutek zmiany klimatu na bardziej suchy, pojawiły się nowe gatunki roślinne i zwierzęce. Wcześniej bardzo dobrze rozwijające się widłaki, skrzypy i paprocie powoli wymierały, a ich miejsce zaczęły zajmować rośliny iglaste, miłorzęby oraz sagowce.

Wśród fauny w morzach rozwijały się nadal organizmy bezkręgowe - otwornice (fuzuliny), ramienionogi, małże, goniatyty, szkarłupnie, a z kręgowców - ryby promieniopłetwe. Na obszarach lądowych zaczęły dominować płazy tarczogłowe, kotylozaury oraz gady ssakokształtne.