Het Paleozoïcum begon ongeveer 542 miljoen jaar geleden met een enorme explosie van levensvormen. Het eindigde 291 miljoen jaar later met het uitsterven van tussen de 90 en 95 procent van het leven op de planeet. Het klimaat werd gekenmerkt door enorme temperatuurschommelingen toen continentale massa's rond het aardoppervlak verschoven. Continenten vielen uiteen, braken de aardkorst en stortten weer in elkaar, sloten zeeën af en creëerden bergen. Vulkanische activiteit veranderde de chemie van de atmosfeer. Het Paleozoïcum is verdeeld in zes perioden: Cambrium, Ordovicium, Siluur, Devoon, Carboon en Perm.
continentale massa's
Het oude supercontinent Rodinia, dat zich een miljard jaar geleden vormde en als een enkele landmassa op aarde vormde, was aan het begin van het Paleozoïcum in zes hoofddelen uiteengevallen. Deze massa's kwamen tijdens het Paleozoïcum weer bij elkaar om een nieuw supercontinent te creëren, Pangaea. Toen de landmassa's met elkaar in botsing kwamen, sloten ze de zeeën af en lieten ze een enkele oceaan achter, die wetenschappers Panthalassa noemen.
Cambrium en Ordovicium
Het leven explodeerde 542 miljoen jaar geleden aan het begin van de Cambrische periode toen landmassa's zich rond het centrum en de gematigde streken van de wereld bevonden. Oceanen overstroomden en erodeerden het land. Sedimenten die in de oceanen werden afgezet, verhoogden het zuurstofgehalte in het water. De temperaturen stegen tot het begin van de Ordovicium-periode 488 miljoen jaar geleden en de eerste landplanten verschenen. Continenten scheurden uiteen, scheurden de oceaanbodem en veroorzaakten een grote hoeveelheid vulkanische activiteit. Terwijl landmassa's richting de poolgebieden van de aarde gingen, begonnen ijstijden, daalden de temperaturen over de hele planeet en stierf een derde van het leven op aarde uit.
Siluur
Het leven herstelde met het begin van de Silurische periode 443,7 miljoen jaar geleden. Koraalriffen en vissen verschenen in warme, ondiepe zeeën. De temperaturen stegen, waardoor er verschillende klimaatzones ontstonden. Een continentale massa op het zuidelijk halfrond had een poolijskap die noordwaarts overging in een gematigde zone en droge landomstandigheden rond de evenaar. De warme zeeën deponeerden zouten in kustgebieden, waardoor mariene planten en dieren werden aangemoedigd zich aan te passen aan het leven op het land.
Devoon
Toen het Devoon-tijdperk 416 miljoen jaar geleden begon, waren er slechts twee landmassa's, beide nabij de evenaar. De temperaturen liepen op, wetlands werden droger en bomen groeiden op het land, terwijl zich in de zeeën een grote verscheidenheid aan vissen ontwikkelde. Tegen het einde van de periode 359 miljoen jaar geleden stapelde zich ijs op boven het zuidelijke poolgebied, waardoor de zeespiegel daalde, gevolgd door het uitsterven van bijna 70 procent van het zeeleven. Tegelijkertijd liepen de temperaturen op het noordelijk halfrond op.
Carboon en Perm
Tijdens de Carboonperiode veranderde het klimaat op het noordelijk halfrond van hete woestijn naar natte en vochtige omstandigheden. Weelderige planten en bomen groeiden in moerassen en uiterwaarden. Aan het begin van de Perm-periode, 299 miljoen jaar geleden, kwamen twee grote continentale massa's dichterbij, de zeeën ertussen sloten, de mariene habitats namen af en het klimaat werd droog. Continentale botsingen vormden bergen zoals de Appalachen en de Oeral. Vulkanen spuwden as in de atmosfeer, blokkeerden zonlicht en deden de temperatuur en het zuurstofgehalte in de lucht dalen. De zee werd giftig doordat methaan en koolstofdioxide, dat vastzat in zeesedimenten, vrijkwam. 251 miljoen jaar geleden was de ozonlaag van de aarde vernietigd en was 90 tot 95 procent van het leven uitgestorven.