Los fósiles que han llegado hasta nuestros días en las rocas sedimentarias y algunas metamórficas (pizarras) muestran desde formas poco evolucionadas de invertebrados, peces, anfibios y reptiles; así como de plantas (predominio de helechos).

Los fósiles más abundantes en esta era son:

* Trilobites que son un grupo de invertebrados artrópodos que habitaban en las zonas costeras.

* Braquiópodos que son animales marinos parecidos a los Moluscos.

* Arqueociátidos que son animales extinguidos similares a las esponjas actuales.

Otras formas de vida que vivieron en los mares paleozoicos son Moluscos como el Nautilus, equinodermos, corales y graptolites.

Durante el Cámbrico se produce una gran diversificación de las formas de vida invertebrada.

A finales del Periodo Ordovícico las plantas comenzaron a colonizar las masas continentales, lo que provocó que algunos grupos de invertebrados evolucionaran hacia formas de vida terrestre.

Los primeros vertebrados terrestres aparecen en el periodo Devónico. Se trata de animales anfibios del que evolucionaron los primitivos reptiles. En los mares, los peces en principio eran acorazados y sin mandíbulas evolucionan a peces mandibulados.

Durante el Carbonífero los vegetales evolucionan y forman grandes masas boscosas formadas por helechos arbóreos, cuyos restos han formado los depósitos actuales de carbón de hulla.

La mayor extinción conocida hasta el momento que se produjo en el Pérmico.