Do antigo para o mais recente, a Era Paleozoica é dividida entre períodos cambriano, ordoviciano, siluriano, devoniano, carbonífero e permiano. A nomenclatura desses períodos foi dada devido aos nomes de locais o tribos onde foram encontrados os primeiros terrenos estudados dessa era – Ordovices e Silures, do País de Gales, e Câmbria e Devon, localidades da Grã-Bretanha, por exemplo-.
Também conhecida como Era Primária, o paleozoico é conhecido por uma grande diversificação evolutiva dos animais no princípio. No entanto, em seu extremo oposto aconteceu a extinção maciça onde cerca de 90% de todas as espécies animais marinhas foram extintas.
No Período Cambriano encontravam-se os grandes grupos dos animais invertebrados, mas suas formas ancestrais são desconhecidas. No início da Era paleozoica, os animais viviam predominantemente no mar. Os peixes surgiram no Período Ordoviciano, em águas doces, e no Carbonífero, assim como no Permiano, surgiram as grandes florestas de onde originaram-se carvões em diversas partes ao redor do mundo. Os dois períodos, em conjunto, recebem o nome de Antracolítico.
No Período Siluriano, surgiram os cefalópodes, assim como os recifes de coral. Também neste período surgem seres semelhantes com as centopeias e aranhas, e também a Europa e a Sibéria colidem, formando a Laurásia. No Período Devoniano, além da intensa sedimentação dos continentes, surgiram os insetos, além dos anfíbios, e no Período Carbonífero surgiram os répteis. Ainda no Período Carbonífero, tínhamos três blocos continentais distintos que, ao final do período, constituíam a Pangea.
No Período Permiano, por sua vez, a fauna era bastante diversificada, e as plantas tiveram que passar por uma adaptação diante das terras secas. Foi neste período que houve a maior extinção em massa, eliminando 90% das espécies marinhas e 65% das espécies terrestres. Somente na Era mesozoica que surgiram as angiospermas, aves e mamíferos.