古生代的英文“Paleozoic”指 的 是 “古代的生命”。古生代共分为六个纪。第一个称为寒武纪，是地球历史中非同寻常的一个阶段。在这一阶段中，动物开始进化出壳和其他坚硬的身体部分， 这场生物学革命创造出了许多新生命形式。 这些动物包括三叶虫及其他节肢动物 、 软体动物和皮卡虫之类的早期脊索动物。
脊索动物体内有一根坚固的主干，它们是包括人类在内的所有脊椎动物的祖先。海洋生物在奥陶纪继续扩张。其中最大的一些动物包括鹦鹉螺—这种软体动物与现在的章鱼和乌贼有关联。奥陶纪末期， 鲎及其他节肢动物非常常见，一些动物开始踏出了它们迈向陆地的第一步。
志留纪的海蝎子是3米长的庞然大物。莫氏鱼等鱼类在志留纪也比较常见。早期鱼类没有颂 ，在志留纪中，鱼类进化出了带关节的颌， 这就使它们异于早期鱼类，能将食物咬碎。到了泥盆纪，鱼类成了最大的海洋动物。 4米长的邓氏鱼有着板状的牙齿，可以将食物一撕为二。
然而， 这一阶段的陆地上，生命有着更为多彩的发展—从鱼类进化而来的有四肢的两栖动物—鱼甲龙是最早习惯脱离了海洋环境的生物之一。石炭纪中，无边无际的森林中出现了最原始的飞行昆虫，包括蟑螂和巨大的蜻蜓。最早的爬行动物也始于此时。到了二叠纪，它们就成了陆地主宰。
异齿龙和基龙是体型最为庞大的爬行动物，两 者 背 上 都 有 “帆” ，可以用于调节体温。二叠纪晚期还出现了大量的兽孔目动物， 这些类似爬行类的动物是哺乳动物的祖先。但最终这些动物以大量死亡并灭绝而告终。
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