Paleosooja ajastu algas umbes 542 miljonit aastat tagasi eluvormide tohutu plahvatusega. See lõppes 291 miljonit aastat hiljem 90–95 protsendi planeedi elu kadumisega. Selle kliimat iseloomustas tohutu temperatuuri kõikumine, kui mandri massid nihkusid ümber Maa pinna. Mandrid purunesid, purustades maakoore ja kukkusid jälle kokku, sulgedes mered ja tekitades mägesid. Vulkaaniline tegevus muutis atmosfääri keemiat. Paleosoikum jaguneb kuueks perioodiks: kambriumi, ordoviitsiumi, siluri, devoni, karboni ja permi.
Mandri-missad
Miljard aastat tagasi moodustatud iidne Rodiniuse superkontinent, mis oli Maal ühtse maamassina, oli paleosoiku alguseks lagunenud kuueks põhiosaks. Need massid kogunesid paleosooja ajastul uuesti, et luua uus superkontinent Pangea. Maamasside kokkupõrkel sulgesid nad mered, jättes ühe ookeani, mida teadlased nimetavad Panthalassaks.
Kambrium ja ordoviitsium
Elu plahvatas 542 miljonit aastat tagasi Kambriumi perioodi alguses, kui maamassid paigutati ümber maakera keskosa ja parasvöötme. Ookeanid ujutasid ja hävitasid maad. Ookeanidesse ladestunud setted suurendasid vees hapniku taset. Temperatuur tõusis Ordoviitsiumi perioodi alguseni 488 miljonit aastat tagasi ja ilmusid esimesed maataimed. Mandrid purunesid, lõhestades ookeani põhja ja põhjustades palju vulkaanilist aktiivsust. Kui maamassid suundusid Maa polaarpiirkondade poole, algas jääaeg, temperatuurid langesid kogu planeedi ulatuses ja kolmandik Maa elust suri välja.
Silur
Elu elavnes Siluri ajastu algusega 443,7 miljonit aastat tagasi. Korallrahud ja kalad ilmusid soojale madalale merele. Temperatuurid tõusid, luues selged kliimavööndid. Lõunapoolkeral olnud mandrimassil oli polaarne jääkate, mis sulandus põhja suunas parasvöötmeks ja ekvaatori ümber olid kuivad maatingimused. Soojad mered ladestasid rannikupiirkondades soolasid, julgustades meretaimi ja loomi kohanema maismaal eluga.
Devoni keel
Kui Devoni periood algas 416 miljonit aastat tagasi, oli ekvaatori lähedal vaid kaks maamassi. Temperatuur soojenes, märgalad muutusid kuivemaks ja puudel kasvas maal, samal ajal kui meredes arenes suur hulk erinevaid kalu. Perioodi lõpu poole 359 miljonit aastat tagasi tekkis lõunapolaarpiirkonna kohale jää, mis põhjustas merepinna languse, millele järgnes peaaegu 70 protsendi mereelustiku väljasuremine. Samal ajal tõusid temperatuurid põhjapoolkeral.
Süsinik ja permi
Süsinikperioodil muutus kliima põhjapoolkeral kuumast kõrbest niiskete ja niiskete oludeni. Lopsakad taimed ja puud kasvasid soodes ja üleujutustel. Permi perioodi alguses 299 miljonit aastat tagasi liikusid kaks peamist mandri massi lähemale, nende vahelised mered sulgusid, mereelupaigad vähenesid ja kliima kuivas. Kontinentaalsed kokkupõrked moodustasid sellised mäed nagu Apalaakid ja Uuralid. Vulkaanid paiskasid tuhka atmosfääri, blokeerides päikesevalguse ning põhjustades temperatuuri ja atmosfääri hapniku taseme languse. Meri muutus mürgiseks, kuna meresetetesse kinni jäänud metaan ja süsinikdioksiid eraldusid. 251 miljoni aasta eest oli Maa osoonikiht hävinud ja 90–95 protsenti elust väljasurnud.