Paleozoická éra začala zhruba před 542 miliony let masivní explozí forem života. Skončilo to o 291 milionů let později vyhynutím 90 až 95 procent života na planetě. Jeho klima bylo poznamenáno masivními teplotními výkyvy, jak se kontinentální masy pohybovaly kolem zemského povrchu. Kontinenty se rozpadly, rozbily zemskou kůru a znovu se zřítily, uzavřely moře a vytvořily hory. Sopečná činnost změnila chemii atmosféry. Paleozoikum je rozděleno do šesti období: kambrijské, ordovické, silurské, devonské, karbonské a permské.
Kontinentální mše
Starověký superkontinent Rodinia, který vznikl před miliardou let a jako jediná pevnina na Zemi, se počátkem paleozoika rozpadl na šest hlavních částí. Tyto masy se znovu shromáždily během paleozoické éry a vytvořily nový superkontinent Pangea. Když se zemské masy srazily, uzavřely moře a zanechaly jediný oceán, který vědci nazývají Panthalassa.
Cambrian a ordovik
Život explodoval před 542 miliony let na začátku kambrijského období, kdy byly zemské masy umístěny kolem středu a mírných oblastí světa. Oceány zaplavily a rozrušily zemi. Usazeniny usazené v oceánech zvyšovaly hladinu kyslíku ve vodě. Teploty vzrostly na začátek ordovického období před 488 miliony let a objevily se první suchozemské rostliny. Kontinenty se rozdělily, rozbily oceánské dno a způsobily velké množství sopečné činnosti. Jak zemské masy mířily k polárním oblastem Země, začaly doby ledové, teploty klesaly po celé planetě a třetina života na Zemi vyhynula.
Silurian
Život se oživil počátkem silurského období před 443,7 miliony let. V teplých mělkých mořích se objevovaly korálové útesy a ryby. Teploty stoupaly a vytvářely zřetelné klimatické zóny. Kontinentální hmota na jižní polokouli měla polární ledovou čepičku, která se spojila na sever do mírného pásma a suchých podmínek na pevnině kolem rovníku. Teplé moře ukládalo soli v pobřežních oblastech, což povzbuzovalo mořské rostliny a zvířata, aby se přizpůsobily životu na zemi.
Devonský
Když devonské období začalo před 416 miliony let, existovaly jen dvě zemské masy, obě se nacházely poblíž rovníku. Teploty se oteplovaly, mokřady vysychaly a stromy rostly na souši, zatímco v mořích se vyvíjelo velké množství ryb. Ke konci období před 359 miliony let se nad jižní polární oblastí nahromadil led, který způsoboval pokles hladiny moří, následovaný vyhynutím téměř 70 procent mořského života. Zároveň stoupaly teploty na severní polokouli.
Karbon a perm
V období karbonu došlo ke změně podnebí na severní polokouli z horké pouště na vlhké a vlhké podmínky. Svěží rostliny a stromy rostly v bažinách a nivách. Na začátku permu před 299 miliony let se dvě hlavní kontinentální masy přiblížily, moře mezi nimi se uzavřela, mořská stanoviště poklesla a klima vyschlo. Kontinentální srážky formovaly hory jako Apalačské pohoří a Ural. Sopky chrlily popel do atmosféry, blokovaly sluneční světlo a snižovaly teploty a hladinu kyslíku v atmosféře. Moře se stalo toxickým, když byl vypuštěn metan a oxid uhličitý zachycené v mořských sedimentech. Před 251 miliony let byla ozonová vrstva Země zničena a 90 až 95 procent života vyhynulo.