Paleotsooinen maailmankausi

Kambrikausi

Kambrikausi aloittaa paleotsooisen maailmankauden, se on aikakausi jolta on löydetty runsaasti siiramaisten trilobiittien fossiileja. Hieman ennen kambrikautta kehittyi monelle eläinlajille kova kuori, jonka seurauksena fossiileja on säilynyt. Tällöin päättyi suuri kylmä jakso (Varangin jääkausi). Kauden alaraja määritetään Phycodes pedum:n esiintymisellä fossiilisarjoissa.

Ordovikikausi

Ordovikikaudella seuraa kambrikautta ja tällöin alkoi leuattomien kalojen kehitys, joka huipentui siluuri- ja devonikaudella kalalajiston runsauteen. Ordovikikaudella merissä eli pääjalkaisia, koralleja, merililjoja, kotiloita, meduusoja ja oikosarvia, mustekalaa muistuttavia kuorellisia nilviäisiä. Ordovikikaudella sienieläimet kehittyivät ja ensimmäiset varsinaiset selkärankaiset, alkukalat jotka olivat leuattomia panssarikaloja ilmestyivät. Maalle ilmestyi alkeellisia leviä, vedessä eli putkilokasveja, myös maalle tulivat ensimmäiset alkeelliset kasvit ja niiden myötä ensimmäiset niveljalkaiset. Uudenlaisia trilobiittejä ilmestyi. Osa konodoniittien suvuista seitsemän kuoli sukupuuttoon, mutta tilalle tuli yhdeksän uutta.
Uraauurtavinta kaudella elämän siirtyminen maalle. Kauden loppupuolella Afrikassa oli jääkausi joka aihutti merenpinnan laskun ja sitä myötä massasukupuuton. Ensimmäinen löydetty sienen fossiili sijoittuu siluurikauden loppuun Tortotubus protuberans

Siluurikausi

Siluurikauden alussa viimeistään, noin 430 miljoonaa vuotta sitten, ilmestyivät ensimmäiset maakasvit. Cooksoniaa pidetään yhtenä ensimmäisistä putkilokasveista. Vesirajassa kasvoi kaislojen tapaan  mutta haarautuen Asteroxylon. Siluurikauden aikana elämä oli enimmäkseen merissä ja koralliriutat tulivat tällä kaudella.  Niveljalkaisia, hämähäkkieläimiä ja skorpioneja tuli maalle. Edellisellä kaudella maalle rantautuneet kasvit alkoivat selvästi lajiutua. Merissä eli leuattomia alkukaloja, joista tunnetuimmat ovat Ostracoderm -panssarikalat. Merissä eli myös lonkerojalkaisia, trilobiitteja ja merililjoja. Siluurikaudella syntyivät monet öljykerrostumat merieläinten kerrostuttua ja fossiloiduttua. Kausi päättyi, toisin kuin monet muut kaudet, ilman minkäänlaista joukkosukupuuttoa. Ensimmäinen löydetty sienen fossiili Tortotubus protuberans sijoittuu siluurikauden loppuun. Niitä on löydetty useammasta paikasta, New Yorkista, Gotlannista, Ruotsista ja Kerrera Inner -saarelta Hebrideiltä.

Devonikausi

Devonikausi oli kalojen valtakautta. Trilobiitteja oli vielä tällä kaudella, mutta kauden loppuun tultaessa ne hävisivät. Luultavasti varsieväistä tai keuhkokalaa muistuttavasta kalasta kehittyi alkusammakkoeläin Ichthyostega (kalasammakko), joka pystyi kävelemään maalla. Kasvit olivat kehittyneet kasvamaan maalla jo ordoviki- ja siluurikausilla, mutta vasta devonikaudella ne alkoivat yleistyä maalla. Aluksi ne olivat juurettomia ja lehdettömiä liekomaisia kasveja jotka lisääntyvät itiöilla tai suvuttomasti. Ensimmäiset kasveilla elävät niveljalkaiset alkoivat kehittymään; pääasiassa punkkeja ja siivettömiä hyönteisiä. Kauden loppupuolella alkoi lajien määrä kasvaa ja monipuolistua. Kauden loppuun mennessä oli saniaisia, kortteita ja ensimmäiset siemenkasvit olivat ilmaantuneet, ja ensimmäiset puut ja niistä muodostuneet metsät. Tätä nopeaa kasvillisuuden muutosta on kutsuttu devonikauden räjähdykseksi. 
Limittäin devonikauden ja kivihiilikauden välissä kasvit nousivat kukoistukseensa. Sphenophyta oli ensimmäisiä kasvifossiileja joita voitiin epäröimättä sijoittaa myöhäiselle devonikaudelle. Myöhäisellä devonikaudella ja aikaisella kivihiilikaudella maalla kasvoi myös tuuhea haarautuva alkusaniainen Cladoxylon ja Wattieza. Duisbergia oli hieman osmankäämiä muistuttava puu. Kaudella oli jo saniaispuita ja alkeellisia sinettipuita. Kiivihiilikaudella sphenophytes on haarautunut moniin erilaisiin kasvisukuihin. Niissä on  pensasmainen sphenophyllum, pieniä nurmikasveja kuten equisetites ja phyllotheca, sekä puita, jopa kolmekymmentä metriä korkeaksi kasvava calamites.

Kivihiilikausi

Kivihiilikaudella oli jättiläispuiden muodostamia metsiä. Syiksi siihen että puut fossiloituivat on epäilty että ligniiniä hajottavan bakteeriston puuttumista, ja että puut olisivat uponneet suoperäiseen maastoon ennen kuin aerobiset bakteerit ehtivät hajottaa niitä. Sienille ei ollut vielä tuolloin kehittynyt kykyä hajottaa ligniiniä eli kykyä valkolahoon joten puut eivät kaaduttuaan hajonneet niidenkään toimesta. Tältä ajalta ovat kivihiilikerrostumat peräisin ja ne saattoivat olla jopa 11-12 metriä paksuja. Ilman happipitoisuus nousi jopa 35% josta oli seurauksena suurempien hyönteisten kehittyminen. Noin 315 miljoonaa vuotta sitten kivihiilikaudella sammakkoeläimistä kehittyivät vähitellen tasalämpöiset matelijat jotka munivat kuorellisia munia. jotka lajiutuivat nopeasti permikaudella, jolloin suuressa osassa maapalloa vallitsi kuiva ilmasto ja jääkausijakso. Ensimmäiset havupuut ja siemenkasvit ilmestyivät kauden aikana.

Permikausi

Permikauden ilmasto oli jääkauden kylmä monsuuni-ilmasto, joka saattoi vaikuttaa matelijoiden kehittymiseen.
Paleotsooinen maailmankausi päättyi monien meressä ja maalla elävien lajien massasukupuuttoon permikauden lopussa noin 245 miljoonaa vuotta sitten, joka on pahin koskaan tiedossa ollut, pahempi kuin dinosaurusten tuho liitukauden lopussa.
Ilmasto oli kauden alussa jonkin verran nykyistä lämpimämpi ja kosteampi, kuivui kauden keskivaiheilla ja ensin kostui, sitten kylmeni kauden lopulla. Kauden lopussa suuri osa mantereista oli yhdessä Pangea-mantereena. Nykymantereet irtautuivat Pangeasta mesotsooisella maailmankaudella.