Палеозойската ера започва преди около 542 милиона години с масивна експлозия на форми на живот. Той приключи 291 милиона години по-късно с изчезването на между 90 и 95 процента от живота на планетата. Климатът му бе белязан от масивни температурни колебания, докато континенталните маси се изместваха около земната повърхност. Континентите се разпаднаха, счупиха земната кора и отново се разбиха заедно, затваряйки морета и създавайки планини. Вулканичната дейност промени химията на атмосферата. Палеозойът е разделен на шест периода: камбрийски, ордовикски, силурски, девонски, карбонов и пермски.
Континентални меси
Древният суперконтинент Родиния, който се е образувал преди милиард години и е бил единична земна маса на Земята, се е разпаднал до началото на палеозоя на шест основни части. Тези маси отново се събраха през палеозойската ера, за да създадат нов суперконтинент, Пангея. Докато земните маси се сблъскват, те затварят моретата, оставяйки един-единствен океан, който учените наричат Панталаса.
Камбрий и ордовик
Животът избухна преди 542 милиона години в началото на камбрийския период, когато земните маси бяха разположени около центъра и умерените райони на земното кълбо. Океаните наводниха и разядоха земята. Утайките, отложени в океаните, повишават нивата на кислород във водата. Температурите се повишиха до началото на ордовикския период преди 488 милиона години и се появиха първите сухоземни растения. Континентите се разкъсаха, разкъсаха дъното на океана и предизвикаха голямо количество вулканична активност. Докато земните маси се насочват към полярните области на Земята, започват ледникови епохи, температурите падат по цялата планета и една трета от живота на Земята изчезва.
Силурски
Животът се възстанови с началото на силурския период преди 443,7 милиона години. Кораловите рифове и рибите се появяват в топли, плитки морета. Температурите се повишиха, създавайки различни климатични зони. Континентална маса в южното полукълбо имаше полярна ледена шапка, която се сливаше на север в умерена зона и сухи суши около екватора. Топлите морета отлагат соли в крайбрежните райони, насърчавайки морските растения и животни да се адаптират към живота на сушата.
Девонски
Когато девонският период започна преди 416 милиона години, имаше само две земни маси, и двете разположени близо до екватора. Температурите се затоплят, влажните зони стават по-сухи и дърветата растат на сушата, докато в моретата се развива голямо разнообразие от риби. Към края на периода преди 359 милиона години над южната полярна област се натрупва лед, което води до падане на морското равнище, последвано от изчезване на близо 70 процента от морския живот. По същото време температурите в северното полукълбо се повишавали.
Карбон и перм
През карбоновия период климатът се променя в северното полукълбо от гореща пустиня до влажни и влажни условия. Буйни растения и дървета растяха в блата и заливни равнини. В началото на пермския период преди 299 милиона години две основни континентални маси се приближиха, моретата между тях се затвориха, морските местообитания намаляха и климатът стана сух. Континентални сблъсъци образуват планини като Апалачите и Урал. Вулканите изхвърляха пепел в атмосферата, блокирайки слънчевата светлина и намалявайки температурите и нивата на кислород в атмосферата. Морето стана токсично, тъй като метанът и въглеродният диоксид, уловени в морските утайки, бяха освободени. Преди 251 милиона години озоновият слой на Земята е бил разрушен и 90 до 95 процента от живота е изчезнал.