Палеозојска ера почиње после преткамбријске пре око 297 милиона година и завршава се почетком мезозојског периода пре око 250 милиона година. Свака велика ера на Геолошка временска лествица је даље рашчлањена на периоде који су дефинисани врстом живота који се развијао током тог временског периода. Понекад би се завршавали периоди када масовно изумирање уништило би већину свих живих врста на Земљи у то време. Након завршетка преткамбријског времена, догодио се велики и релативно брзи развој врста који су населили Земљу многим разноврсним и занимљивим облицима живота током палеозојске ере.
Прво раздобље у палеозојској ери познато је као камбријско раздобље. Многи преци врста које су еволуирале у оно што знамо данас први пут су настале током Камбријске експлозије у раним миленијумима овог периода. Иако је овој „експлозији“ живота било потребно милион година, то је релативно кратко време у поређењу са читавом историјом Земље.
У то време постојало је неколико континената који су били различити од оних које данас познајемо, а све те копнене масе биле су згрчене у јужној хемисфери Земље. Ово је оставило веома велика пространства океана где би морски живот могао да напредује и разликује се помало брзим темпом. Ова брза спецификација довела је до нивоа генетске разноликости врста које никада раније нису виђене у историји живота на Земљи.
Готово читав живот пронађен је у оцеанима током периода камбријске државе: Ако је уопште било живота на копну, био је ограничен на једноћелијске микроорганизме. Фосили датирани камбријом пронађени су широм свијета, мада постоје три велика подручја која се зову фосилни кревети, гдје је већина тих фосила. Ти фосили налазе се у Канади, Гренланду и Кини. Идентифицирани су многи крупни месождери, слични козицама и раковима.
Након камбријског периода уследио је период ордовиција. Ово друго раздобље палеозојске ере трајало је око 44 милиона година и све је више диверзификације водених вода. Велики грабежљивци слични мекушцима благовали су на мањим животињама на дну океана.
Током Ордовицијског периода, вишеструко и прилично брзо еколошке промене дошло. Глечери су почели да се исељавају са стубова на континенте и као резултат тога ниво океана се значајно смањио. Комбинација промене температуре и губитка воде у океану довела је до масовног изумирања које је означило крај периода. Око 75% свих живих врста у то време је изумрло.
Након масовног изумирања на крају Ордовицијског периода, разноликост живота на Земљи била је потребна да се крене уназад. Једна велика промена у распореду Земље била је та што су се континенти почели спајати, стварајући једнолике више непрекидног простора у океанима да би морски живот живео и успевао како су се развијали и развијали разноврстан. Животиње су могле да пливају и хране се ближе површини него икад раније у историји живота на Земљи.
Преовладавале су многе врсте риба без чељусти, па чак и прве пераје рибе. Док је животу на земљи још увек недостајало једноцеличних бактерија, разноликост је почела да се опоравља. Ниво кисеоника атмосфера је била готово и на нашем модерном нивоу, тако да је била постављена позорница за почетак више врста врста, па чак и копнених врста. Пред крај силијског периода на континентима су виђене неке врсте васкуларних копнених биљака као и прве животиње, чланконожаци.
Диверзификација је била брза и раширена током девонског периода. Копнене биљке су постале уобичајеније и укључивале су папрати, маховине, па чак и семенке. Корени ових раних земљаних биљака помогли су да се утапано камење увуче у тло и што је створило још више прилика да се биљке укоријене и расту на земљи. Много инсеката су почели да се виде и током девонског периода. Пред крај, водоземци су кренули на копно. Будући да су се континенти још више приближавали, нове копнене животиње могле су се лако раширити и пронаћи нишу.
У међувремену, уназад у океанима, рибе без чељусти прилагодиле су се и еволуирале тако да имају чељусти и ваге попут савремених риба које смо данас упознати. Нажалост, девонско раздобље је завршило када су велики метеорити погодили Земљу. Верује се да је утицај ових метеорита изазвао масовно истребљење које је однело скоро 75% водених животињских врста које су еволуирале.
Карбониферно раздобље било је доба у којем се разноликост врста опет морала обновити од претходног масовног изумирања. Будући да је масовно изумирање Девонског периода углавном било ограничено на океане, копнене биљке и животиње и даље су успевале и развијале се брзим темпом. Водоземци су се још више прилагодили и одвојили се од раних предака гмазова. Континенти су се још увијек окупљали, а најјужније земље поново су прекрили глечери. Међутим, постојала је и тропска клима у којој су копнене биљке постале велике и бујне и еволуирале у многе јединствене врсте. Ове биљке у мочварним мочварама би оне које би пропадале у угаљ који сада користимо у наше модерно доба за гориво и друге сврхе.
Што се тиче живота у океанима, чини се да је стопа еволуције знатно спорија него пута пре. Док су врсте које су успеле да преживе последње масовно изумирање наставиле да расту и разгранавају се у нове сличне врсте, многе врсте животиња које су изгубљене изумирањем никада се нису вратиле.
Коначно, у Пермском периоду сви су се континенти на Земљи потпуно спојили и формирали супер континент познат као Пангеа. Током раних делова овог периода, живот је наставио да се развија и настајале су нове врсте. Гмизавци су се у потпуности формирали и чак су се одвојили у грану која би на крају могла створити сисаре у мезозојској ери. Рибе из сланих океана такође су се прилагодиле да могу да живе у џеповима слатке воде на целом континенту Пангеа, рађајући слатководне водене животиње.
Нажалост, овом се времену разноликости врста завршило, дијелом захваљујући мноштву вулкана експлозије које су осиромашиле кисеоник и утицале на климу блокирајући сунчеву светлост и омогућавајући великим ледењацима Преузети. Ово је све довело до највећег масовног изумирања у историји Земље. Верује се да је 96% свих врста потпуно избрисано и да је палеозојска доба престала.