顕生代
ジュラ紀は約2億年前から1億4500万年前までの時代。パンゲア大陸の分裂に際し非常に活発な火山活動がおこり、ジュラ紀の大気中に大量の二酸化炭素が供給され、温室効果が高まった。その結果ジュラ紀の気候は現在よりも温暖で、平均気温は現在よりも10°C以上高かったが、乾季と雨季がはっきり分かれる気候であった。
ジュラ紀に恐竜は大型化し、南極大陸を含む全世界の陸地に広がった。竜盤類の草食恐竜竜脚類は南アフリカのジュラ紀前の地層から発見された全長6.5mのブルカノドンが最初であるが、次第に大型化し、北米のモリソン層から全長36mのセイスモサウルスなど竜脚類4科9属、タンザニアのテンダクル層から全長25mのブラキオサウルスなど数種、中国の四川省で全長20mのオメイサウルスなどが見つかっている。竜盤類の肉食恐竜獣脚類は、ジュラ紀前期の北米と中国の地層から発見されたディロフォサウルスは全長6mであったが、ジュラ紀後期のアロサウルス(北米とタンザニア)は全長11mに達した。また南極から獣脚類クリオロフォサウルスの頭骨が発掘されている(全長推定6m)。鳥盤類では剣竜類が多く見つかっているが、北米産のステゴサウルスは全長9mに達したが、剣竜類はジュラ紀末には多様性を大幅に減らした。ジュラ紀には原始的な鱗竜類から進化した現在のトカゲやヤモリの仲間(有鱗類)が双弓類に加わった。
鳥類は、ジュラ紀に竜盤類の小型の獣脚類から分かれたと考えられている。有名な始祖鳥はドイツのジュラ紀の地層から発見されたが、恐竜とよく似た骨格に現在の鳥類と同じ構造の羽毛を有していた。
始祖鳥の化石は羽毛を有していたがために鳥類の祖先または祖先に近い種類とみなされてきたが、1990年以降中国遼寧省から見つかった白亜紀のミクロラプトルなど、鳥類と系統的に近い多数の恐竜の化石からも「羽毛」が見つかっている。現在では「羽毛」は鳥類のみではなく獣脚類にかなり広くみられたとされている。三畳紀に生まれた翼竜は徐々に大型化しランフォリンクス類は翼長1mを超える種もあった。
ジュラ紀の植物は三畳紀に引き続いてシダ植物や裸子植物が主体であり、被子植物の存在は確認されておらず、現生哺乳類の主要食物である草本類も無かった。
海洋では軟体動物のアンモナイトや魚類の条鰭類が大繁殖し、魚を食料とする魚竜や長頚竜(首長竜とも呼ばれる水棲爬虫類。鱗竜類に近い一群)が繁栄した。
ペルム紀以降は、リグニンの分解能を獲得した菌類による木材の分解により酸素濃度は低下しジュラ紀後期の2億年前には酸素濃度は12%まで低下した。恐竜、鳥類の採用した気嚢は、横隔膜方式よりも効率的に酸素を摂取できる機能があり、低酸素下でもその機能を維持し繁栄することができた。競合する哺乳類型爬虫類(単弓類)は低酸素下でその種の大部分が絶滅することとなった。哺乳類はいくつかの系統に分かれて進化していたが、最大でも現在のネコ程度、ほとんどがネズミほどの大きさであった。
竜脚類ディプロドクス 全長27m
竜脚類ブラキオサウルス 全長25m、恐竜にしては珍しく前足が長い
肉食獣脚類アロサウルス 全長11m
始祖鳥のベルリン標本
白亜紀末の約6500万年前(K-T境界)、恐竜・翼竜・長頚竜・モササウルス類・アンモナイト類が同時に絶滅した。この絶滅によって海洋生物の47%の属と16%の科が消滅したが、上記大型動物以外にいくつかの微化石グループも消滅している(ただし、アラモサウルスなどのごく一部の属はこれを生き残った可能性が示唆されている。)。この時中米のユカタン半島に直径約10kmの巨大隕石が落下したことが確認されており、またインド大陸で現在のデカン高原を形成する洪水玄武岩の噴火があった。これらの事件と大量絶滅との関連性が研究されている。
角竜の代表格トリケラトプス 全長9m
同じく白亜紀初期の中国で見つかった遼寧鳥(英語版) 竜骨を有し鳥の直系の祖先と考えられている。
白亜紀後期の鳥類Patagopteryx、体長70cmで2足歩行し羽は退化していた。
史上最大級の飛翔生物ケツァルコアトルス 翼長11m
大型の肉食恐竜ティラノサウルス
ハドロサウルス類のパラサウロロフス 全長10m
白亜紀のドロマエオサウルス類の獣脚類ミクロラプトルの復元想像図 恐竜であるが、前足のほかに後ろ足にも羽毛があった
1990年代に中国のジュラ紀後期から白亜紀初期の地層から発見された孔子鳥、ほぼ同時期の始祖鳥と比べると歯が無くなり嘴を有しているが、まだ羽に前肢の爪が見られる。
アンモナイトの生態復元想像図、殻の大きさは数cm程度のものが多いが、最大のものは3mに達した。