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寒武紀（Cambrian）是在地質時間上約為541±1~485.4±1.9百萬年前古生代初期的一段地質時間。在傳統理論上它可區分為三個時期：早寒武紀（5.41-5.4億年前）、中寒武紀（5.4-5.23億年前）、以及晚寒武紀（5.23-4.92億年前）。這是建立在岩石地層學上的分法。
寒武紀是古生代的第一個紀。「寒武」源自英國威爾士的古拉丁文「Cambria」。日本學者音譯（日語寒武讀作kanbu，音近Camb），中國沿用。1936年賽德維克在英國西部的威爾士一帶進行研究，在羅馬人統治的時代，北威爾士山曾稱寒武山，因此賽德維克便將這個時期稱為寒武紀。通過鈾鉛測年法測量其延續時間為5370萬年。
近幾年國際地層委員會在中國科學家研究的基礎上確立了「四分法」的寒武紀新年代地層表。建立了寒武系分為四個統十個階的全新年代地層學分法。
三葉蟲是距今5.6億年前的寒武紀就出現的最有代表性的遠古動物，5億～4.3億年前發展到高峰，至2.4億年前的二疊紀完全滅絕，前後在地球上生存了3.2億多年，可見這是一類生命力極強的生物。在漫長的時間長河中，它們演化出繁多的種類，有的長達70厘米，有的只有2毫米。背甲為兩條背溝縱向分為一個軸葉和兩個肋葉，因此名為三葉蟲。
奇蝦，又名：古怪的蝦，是一種於中國、美國、加拿大、波蘭及澳大利亞的寒武紀沉積岩均有發現的古生物。它是已知最龐大的寒武紀動物。根據推測，此類動物極有可能是活躍的肉食性動物。但是，研究發現，其中一個種Laggania很有可能是一種食用浮游生物的動物。 5.3億年前的海洋中，最兇猛的捕食者莫過於奇蝦了。它有一對帶柄的巨眼，一對分節的用於快速捕捉獵物的巨型前肢，美麗的大尾扇和一對長長的尾叉。它雖不善於行走，但能快速游泳。25厘米直徑的巨口可掠食當時任何大型的生物，口中有環狀排列的外齒，對那些有礦化外甲保護的動物構成了重大威脅。這是一種攻擊能力很強的食肉動物，它的個體最大可達2米以上，而當時其他大多數動物平均只有幾毫米到幾厘米。
雲南蟲(Yunnanozoon)屬於脊索動物門（也有人認為其屬於半索動物門），也有可能是最古老的脊索動物。雲南蟲生活在約5.3億年前寒武紀前期的淺海中。1991年被侯先光發現於中國雲南澄江縣帽天山，並命名為雲南蟲。是澄江生物群中最重要的發現之一。 雲南蟲是帽天山澄江生物群動物之一，身體側扁，呈蠕形，一般長3至4厘米，大者可以長到6厘米，化石呈黑灰色薄膜狀保存。雲南蟲的身體上長有一背中鰭和一對腹摺；脊索粗大，位於亞腹部，縱貫首尾。雲南蟲的脊索下方有13對生殖腺，每對生殖腺對應一個肌節，第1對生殖腺相對第6肌節，生殖腺的大小向後遞減。
年表中最大的時間單位是宙，宙下是代，代下分紀，紀下分世，世下分期，期下分時。必須說明，年表雖有時間的概念，也就是說，當獲悉該化石是何宙、代、紀、世、期或時的遺物，間接可知道它形成的粗略時間（當然是很粗略的估計值）。事實上，年表的時間單位是完全人為性劃分的，和日曆中的年月日不同，它不能使人了解每個宙、代、紀、世、期或時經歷的準確時間。
地質年代從古至今依次為：隱生宙（又稱前寒武紀）、顯生宙
隱生宙又分為：冥古宙、太古宙、元古宙。
顯生宙又分為：古生代、中生代、新生代。
古生代又分為：寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀。
中生代又分為：三疊紀、侏羅紀、白堊紀
新生代又分為：古近紀、新近紀、第四紀
直殼鸚鵡螺是在寒武紀晚期到第一次生物大滅絕的海洋中的頂級掠食者，後因氣溫突變承受不住壓力外加條件不適而滅絕。它的近親，小型的卷殼鸚鵡螺因體型小，卷型的殼以及頑強的生命生存了下來。
筆石是筆石動物的化石，由於其保存狀態是壓扁成了碳質薄膜，很像鉛筆在岩石層上書寫的痕迹，因此才被科學家叫做「筆石」。 筆石動物是一類絕滅了的海生群體動物。筆石蟲體所分泌的骨骼，稱為筆石體（rhabdosome）。筆石體一般大小為長几厘米或幾十厘米，較大的可達70cm或更長。筆石體的成分以往視為幾丁質。1966年富卡爾特（M.F.Foucart）和熱尼奧（C.Jeuniaux）的分析結果表明，筆石骨骼中不含幾丁質，但有甘氨酸、丙氨酸等多種氨基酸，這些氨基酸可能來源於硬蛋白，透射電鏡下所顯示的骨骼超微結構有蛋白骨膠原的外表，很可能其物質成分為骨膠原。因此，筆石體的成分似乎是一個非幾丁質的有機物。
它們一般被分成6個目：樹形筆石目（Dendroidea）（樹形筆石亞目（Dendroidina）、正筆石式樹形筆石亞目 （Graptodendroidina））、管筆石目（Tuboidea）、腔筆石目（Camaroidea）、莖筆石目（Stononoidea）、甲殼筆石目（Crustoidea）和正筆石目（Graptoloidea）（無軸亞目（Axonolipa）、隱軸亞目（Axonocrypta）、有軸亞目（Axonophora））。
典型的無頜類在頭部及身體前部覆蓋有彼此相連的骨板或鱗甲，如同古代武士的鎧甲一樣保護著身體，因此它們也被稱為「甲胄魚類」。
在奧陶紀早期，約4.8億年前，首次出現了可靠的陸生脊椎動物——淡水無顎魚。
星甲魚是當時世界上已知最早的脊椎動物化石，因其頭甲的細微構造類似異甲類，因此也歸入本亞綱之中
華可特(W alcott) 1892年描述的Astraspis(星甲魚)標本發現於北美科羅拉多1、懷俄明和蒙呂拿中奧陶世哈丁砂岩(Harding Sandstone)中，都是一些小骨片，僅有極少兩塊相關聯的骨板可知Astraspis的頭部為一塊骨板覆蓋，其他關於眼、鰓、鼻和鰭的位置等形態特徵均無法得知。
英國《自然》(Nature)在1976年3月4號上報道在斯匹茲卑爾根早奧陶世的地層中發現有此類化石的碎片，比Astraspis還早約2000萬年，但是無法復原其形態 alcott) 1892年描述的Astraspis(星甲魚)標本發現於北美科羅拉多1、懷俄明和蒙呂拿中奧陶世哈丁砂岩(Harding Sandstone)中，都是一些小骨片，僅有極少兩塊相關聯的骨板可知Astraspis的頭部為一塊骨板覆蓋，其他關於眼、鰓、鼻和鰭的位置等形態特徵均無法得到進化。
志留紀（Silurian Period）（筆石的時代，陸生植物和有頜類出現）是早古生代的最後一個紀，也是古生代第三個紀。日本學者音譯（日語志留讀作siru，音近Silu），中文借用。由於志留系在波羅的海 哥德蘭島上發育較好，因此曾一度被稱為哥德蘭系。志留紀可分早、中、晚三個世。
志留系三分性質比較顯著。一般說來，早志留世到處形成海侵，中志留世海侵達到頂峰，晚志留世各地有不同程度的海退和陸地上升，表現了一個巨大的海侵旋迴。志留紀晚期，地殼運動強烈，古大西洋閉合，一些板塊間發生碰撞，導致一些地槽褶皺升起，古地理面貌巨變，大陸面積顯著擴大，生物界也發生了巨大的演變，這一切都標誌著地殼歷史發展到了轉折時期。
板足鱟生活在大約四億二千萬年前，與槳足鱟外貌相似，體分頭胸部和腹部，頭部由六個體節組成，腹面有六對附肢，最後一對呈板狀，用來游泳
足鱟目(Eurypterida)一類已絕滅的不常見的節肢動物的成員，很少保存為化石。板足鱟類在奧陶紀初期(4.88億年前)出現， 到二疊紀末(約2.51億年前)絕滅。往往稱為巨蠍，但大多數板足鱟類是小動物，產自北美志留紀(約4.44億年前至4.16億年前)地層的一個種──Jaekelopterus rhenaniae(亦稱Pterygotus rhenanius或P. buffaloenis)是已知的最大節肢動物，身長接近3公尺(米)。
頭胸甲（又稱前體節）近方形，在其中央部有一圓形突起，其中部有一對或一個單眼，頭胸甲之兩側有一對複眼。頭胸甲腹面有6對附肢。第一對為螯，有些種類螯肢較小，由3節組成；另一些則螯肢長大，由4節織成，並生有鋸齒。最後一對附肢常呈寬扁狀司游泳、平衡或翻起水底的底質以掩埋自己。其餘幾對為步足，司移動。口位於頭胸甲腹面，四周為6對附肢的基節，每個基節上均有用於銼割和咀嚼的牙齒。口的後面有一口後板，其功能不清，但其形態常成為重要分類依據。腹部由12節腹節及尾節構成，其前部6節構成前腹部，一般較寬，腹面具5對腹板，內覆橢圓形的鰓。前腹部腹面生有生殖器官，從生殖器官可以明顯看出板足鱟類的雙形現象。一些具細而長的生殖厴，稱為A型；另一些具短而寬的生殖厴，稱為B型，但對哪一類為雌性，哪一類為雄性則有不同意見。後腹部較前腹部窄而細，有時呈管狀。尾節形態多樣，有長刺狀、短棘狀、鉗形、扁形等。體表多具鱗片、皺褶等（見圖），而且各部分體色亦常有不同。
已絕滅的早期魚類。它們營淡水或鹹水生活，從志留紀晚期一直持 續到二疊紀早期，前後約生存了 1.5億年。
棘魚類通常具紡錘狀的體形。體小，除少數屬種體長可達2.5米外,大多數的早期種屬，體長一般不到20厘米。具 1或2個背鰭，1個臀鰭，成對的胸鰭與腹鰭。這些鰭的前端,均為一堅硬棘所支撐。在原始的種類中,胸鰭與腹鰭之間，尚有成對的中間棘，其數目不等，最多可達6對;一般認為中間棘的數目越多越原始。頭部和體部均被以小的方形鱗，鱗片平鋪而互不覆壓。具歪型尾。眼大，位於頭部前端側面；眼周圍具發達的鞏膜環，一般由5塊骨片組成。鼻孔小,在原始種類中每對鰓裂均具各自的鰓蓋,最前面的一對鰓蓋由舌弓支持,其餘的由鰓弓支持。在進步種類中舌弓支持的鰓蓋增大，而取代其餘的鰓蓋(見圖)。
陸生植物中的裸蕨植物首次出現，植物終於從水中開始向陸地發展，這是生物演化的又一重大事件。
裸蕨植物因無葉而得此名。這類植物曾在距今3.9～3.7億年前的早、中泥盆紀盛極一時，廣布全球，是當時陸生植物的優勢種。直到距今3.6億年的晚泥盆紀才趨於絕滅。
所有的陸生高等植物，除了苔蘚植物以外，都是直接或間接起源於裸蕨植物
沒有任何一種陸生維管植物能夠繞過裸蕨植物而直接發源於水生藻類的。因此，裸蕨植物在植物界的系統發育中，上承生活在水中的藻類，下啟陸生的蕨類和前裸子植物，是植物界系統演化中的主幹。
蕨類植物是一群既古老又複雜的植物類群，在距今約4億年前的志留紀晚期（或早泥盆世到晚泥盆世早期）地層中出現，是最初的高等植物代表。形態尚未完全了解。其地上莖直立，高約1米，具有二歧分枝，無根和葉，或僅具有刺狀附屬物，因莖軸暴露，故名裸蕨。根據古植物化石推斷，古代和現代生存的蕨類植物的共同祖先，都是距今4億年前出現的裸蕨植物。
低等藻類植物在水域中生活發展了近十億年的時間，在距今約4.4～4億年前的志留紀末和下泥盆紀時期，由於環境條件的巨大變化和植物體本身適應能力的不斷增強，增加了藻類植物登陸的可能性。但是只有那些經過自然選擇，能初步適應陸生環境的變異類型才能存活下來，這就是最早的以裸蕨植物為代表的陸生植物。裸蕨植物的出現，是植物發展史上的又一次巨大飛躍。
泥盆紀（距今4-3.6億年前）是晚古生代的第一個紀。由於早古生代加里東運動影響的結果，同時，從泥盆紀開始，地球又開始發生了海西運動。因此，泥盆紀時許多地區升起，露出海面成為陸地，古地理面貌與早古生代相比有很大的變化。在泥盆紀里蕨類植物繁盛，昆蟲和兩棲類興起。在泥盆紀與石炭紀中間隔著一次大規模物種大滅絕——超級地幔柱。在此次物種大滅絕中，75%的物種滅絕。是滅絕物種第二多的物種大滅絕，僅次於第一多的二疊紀物種大滅絕——西伯利亞暗色岩事件。主要滅絕動物有：盾皮魚類、艾登堡母魚。脊椎動物進入飛躍發展時期，魚形動物數量和種類增多，現代魚類——硬骨魚開始發展。泥盆紀常被稱為「魚類時代」。
泥盆紀（Devonian period）(魚類的時代)
泥盆紀(Devounian，符號D)是地質年代中的一個紀，開始於同位素年齡416±2.8百萬年(Ma)，結束於359.2±2.5Ma。
泥盆紀 (Devonian)：泥盆紀時期是指三億六千萬年至四億六百萬年前，也就是古生代中葉的這段期間。可另分為三個時期－早泥盆世時期（四億零六百萬至三億八千七百萬年前）、
中泥盆世時期（三億八千七百萬387至三億七千四百萬年前）、以及晚泥盆世時期（三億七千四百萬至三億六千萬年前）。
地質年代名稱，古生代的第四個紀，約開始於4.1億年前，結束於3.5億年前，持續約5000萬年。泥盆紀分為早、中、晚3個世，地層相應地分為下、中、上3個統。
早期裸蕨繁茂，中期以後，蕨類和原始裸子植物出現。無脊椎動物除珊瑚、腕足類和層孔蟲（Stromatoporoidea，腔腸動物門，水螅蟲綱的一個目）等繼續繁盛外，還出現了原始的菊石（Ammonites，屬軟體動物門，頭足綱的一個亞綱）和昆蟲。脊椎動物中魚類（包括甲胄魚、盾皮魚、總鰭魚等）空前發展，故泥盆紀又有「魚類時代」之稱。晚期甲胄魚趨於絕滅，原始兩棲類（迷齒類（Labyrinthodontia）（亦稱堅頭類）開始出現的。
甲胄魚
ostracoderm
一類絕滅的魚形古生代脊椎動物。某些成員屬於歐洲和北美的晚志留紀和早泥盆紀地層內特別豐富的幾個目。沒有齶，往往缺乏成對的附肢。這些原始的特徵表明，甲胄 魚類與活著的圓口目(Cyclostomata,八目鰻和七鰓鰻)是同源的，同屬於脊椎動物的無齶綱(Agnatha)。甲胄類具有骨質甲，往往還有內骨骼。
鄧氏魚（Dunkleosteus terrelli），又名「胴殼魚」，是一種活於古生代泥盆紀時期（約3.6億至4.15億年前）的大型古生物，身體長約8米，重量可達3.4噸，咬合力可達5000千克，被視為泥盆紀時代最大的（海洋）獵食者，同時也是寒武紀到泥盆紀時期出現過的最大的食肉硬骨魚類，其主要獵物是有硬殼保護的魚類及無脊椎動物，是當時的頂級掠食物動物。
鄧氏魚的外貌，給人以異常兇猛的感覺。強壯的類似於鯊魚的紡錘形的身軀更接近現代魚類的體形。頭部與頸部覆蓋著厚重且堅硬的外骨骼。雖然是肉食性魚類，但無牙，代替牙的是位於吻部的頭甲贅生，如鍘刀一般，非常銳利。能切斷、咬裂、粉碎任何東西。
色素細胞顯示，鄧氏魚背部顏色較深，腹部呈銀色。體長9米左右，體重約4噸。這種魚對它的食物毫不講究，它吃魚、任何海洋生物、鯊魚甚至它的同類。且這看起來是鄧氏魚忍受消化不良的結果：它的化石常和被回吐的、半消化的魚在一起。
鄧氏魚看起來像是凶暴的猛獸：強有力的體格加上包裹著甲板的頭部。這是一種泥盆紀海洋最兇猛的肉食動物，即使在4億年後人們看到它的化石仍然會感到敬畏。它非常大，這意味著它可以一口將小型鯊魚撕成兩半。
英國皇家學會期刊《生物書簡》上，美國芝加哥大學地球物理學系主任的菲律浦·安德森博士和芝加哥菲爾德博物館的馬克·威斯特尼特發表了他們的研究論文。
溝鱗魚（Bothriolepis）是生活在泥盆紀沿海和河道口的一種盾皮魚。頭部和胸部的外面，套著一個和蟹殼有些相像的小殼。這個小殼是由許多塊小骨板合成的，上面有彎曲的細溝。溝鱗魚沒有真正的鰭，僅在胸部長有一對套著硬殼的「翅膀」。在歐洲、美洲和亞洲的泥盆紀地層中，都發現有溝鱗魚的化石。中國的華南泥盆紀地層也富含溝鱗魚化石。
古魚類。屬服甲魚類，星鱗魚目。頭甲六邊形，眶孔中位。後松果片小，與側片之間為中頸片所隔開。後側片與後背側片癒合為複合側片。胸鰭分為兩節，中間有關節相連，向後超過軀甲長度。頭甲和軀甲背壁各具一v字形感覺溝。在世界各地分布極廣。出現於中泥盆世，至泥盆紀末絕滅。化石在我國湖南、雲南、廣東等地都有發現。
脊椎動物，魚綱。是現在生存硬骨魚中最古老、形態最特殊的1支淡水魚類。
肺魚類
肺魚類種類極少，僅有3屬5種。平時用鰓呼吸，當水域乾涸時可用鰾直接呼吸空氣，故稱肺魚。這類魚具有內鼻孔和泄殖腔。如產於澳大利亞各河流中的澳洲肺魚（Neocer-atodusforsteri），體側扁，長達1米余；鱗大，胸鰭和腹鰭呈橈狀，鰾1個，能在缺氧的水中用鰾直接呼吸空氣。又如產於南美洲各河流中的美洲肺魚（Lepidosirenparadoxa），體呈鰻形，偶鰭退化呈鞭狀，鰾2個，旱季可鑽入淤泥中進行夏眠，鱗微小。產於非洲河流中的非洲肺魚（Protopterusannecteus），體細長，鱗小，胸鰭和腹鰭退化成帶狀，鰾2個，河水乾涸時，能較長時間蟄伏於淤泥底，用鰾呼吸，或用身上的粘液粘起泥土，形成特殊的「魚繭」，進入休眠狀態，借魚繭頂端的小孔和外界相通，完全依靠鰾呼吸，可長達數月之久。
菊石，軟體動物門頭足綱的一個亞綱。菊石不是現生動物而是已絕滅的海生無脊椎動物，生存於泥盆紀至白堊紀。它最早出現在古生代泥盆紀初期（距今約4億年），繁盛於中生代（距今約2.25億年），廣泛分布於世界各地的三疊紀海洋中，白堊紀末期（距今約6500萬年）絕跡。菊石通常分為9目約80個超科，約280個科和約 2000 個屬，以及許多種和亞種等，它與鸚鵡螺是近親。
頭足綱的一個亞綱〔見頭足綱（化石）〕，是已絕滅的海生無脊椎動物，生存於泥盆紀至晚白堊世，因它的表面通常具有類似菊花的線紋而得名。有關菊石動物的知識主要來自保存為化石的菊石殼體和口蓋以及通過對菊石在地層中的分布和保存狀態的觀察並基於與現代海洋中生活的鸚鵡螺類的對比而獲得。
菊石是從四億年前的泥盆紀早期的鸚鵡螺目進化而來，在其後的3億7千萬年間，在全世界的海洋里大量存在，直到白堊紀同其他海生類，諸如箭石以及陸生類恐龍同時從地球上絕種。
胸脊鯊的背部有一個怪異的鰭狀物——背鰭，因為只在雄性身上發現，故而可能是性炫耀的一部分。它是一種大小與現代鯊魚類似的肉食魚類，現已滅絕。它的食物包括魚、甲殼類和頭足類動物。「
胸脊鯊在大小上與現代鯊魚類似，除了它不可思議的背鰭——呈燙衣板的形狀 ——只在雄性身上發現，故而可能是性炫耀的一部分。背鰭的頂端被粗糙的、齒狀的鱗所 覆蓋，與胸脊鯊口鼻部的皮膚相呼應。這是否用來模仿一個巨大的嘴，使這種生物顯得更可怕呢？胸脊鯊一般在近岸的淺水區游弋並覓食。它的食物包括小魚、甲殼類和頭足類動物（如菊石）。有證據表明胸脊鯊可能是遷徙的，回到某個特定地點進行交配、繁殖。它一定能游得很快，雖然不能快到足以躲避一條飢餓的鄧氏魚。
「胸脊鯊」：一個怪異的鰭狀早期鯊魚，肉食性魚類.2
胸脊鯊（學名Stethacanthus），又名胸棘鯊或齒背鯊，是鯊魚的一滅絕屬。它們生存於約3600萬年前的泥盆紀晚期至石炭紀早期。其化石發現於歐洲及北美洲。
含肺魚是總鰭魚的一種，拉丁文名是Hyneria Lindae。生活在泥盆紀的海洋中，體長達5米，重達2噸，是當時海洋中的巨無霸，同時代的原始鯊如胸脊鯊等對於它不過是小菜一碟，它可以輕易吃掉一頭胸脊鯊。含肺魚的魚鰭相當發達，有強健的肌肉，因此含肺魚可以爬上近岸捕食陸地生物與兩棲動物。
最早的兩棲動物的化石出現在泥盆紀晚期的地層里。在北美和格陵蘭曾經發現過一類叫魚石螈的動物，它身長約1米，兼有魚類和兩棲類的特性。魚石螈目前普遍被古生物學界認為由「提塔利克魚」進化而來，並在很多地方與總鰭魚相似。如頭骨高而窄；鰓蓋骨消失了，但前鰓蓋骨的殘餘仍存在；身體表面披有小的鱗片；身體側扁，還有一條魚形的尾鰭；具有迷齒式牙齒。
魚石螈（學名Ichthyostega）是一屬早期的四足總綱，生存於3億6千7百萬至3億6千2百5十萬年前的上泥盆紀，是魚類及兩棲類的中間生物，顯示出脊椎動物的四肢，有能夠辨認的手指和腳趾，從尾部等體型看類似現代的鯰魚長了腳。魚石螈有腳，但卻可能不是用作行走，而是用來穿越沼澤，有意思的是魚石螈的腳趾不是五隻而是七隻。有時它被認為是屬於兩棲類，但卻並不正確。最早的兩棲類要到石炭紀才出現。
化石見於格陵蘭東部的上泥盆統。是已知最早的兩生類之一，保留許多像魚的特徵徵。長約5英尺，沿尾部邊緣有一個小背鰭，尾部有一連串骨質鰭條(見於魚類的典型尾部骨質物)。其他像魚的特徵，包括較短的口鼻部，頰部具前鰓蓋骨，身上有許多小鱗片。與較進步的兩生類具有共同的進步特徵，包括典型的早期兩生動物的四肢和肢帶，沒有鰓（這種生物被認為只用肺部呼吸）和強大的鰭條。魚石螈及其一些近親代表著似乎接近產生進步兩生類的演化線索的類型。魚石螈可能延續到密西西比紀。
19世紀，比利時發現了一個奇特的化石，當時認為是魚下巴的化石，最近經鑒定，其實是一種近似與魚石螈(Ichthyostega)是的下頜。該化石是在比利時Strud，泥盆紀後期Famennian期(約3億6千5百萬年前) 的Evieux 層發現的。到目前為止，魚石螈只在被格陵蘭泥盆紀晚期地層被發現，另外有同科的化石在北美，澳洲，中國等地發現，如今發現地的名單增加了比利時。其實，比利時與格陵蘭在泥盆紀都是同一塊大陸，只是兩者的相隔了1,500公里。（附： 密西西比紀（Mississippian）——取名於密西西比河谷上游（歐洲地質學家使用的石炭紀這個術語包括北美的賓夕法尼亞紀和密西西比紀）。）
真掌鰭魚（Eusthenopteron）生活在距今4億年前的泥盆紀。是一種淡水魚類，以水生動物為食。
真掌鰭魚體表有鱗，並有供呼吸用的內鼻孔和鰾。頭骨構造、牙齒的類型以及肉鰭骨骼的排列方式，都同早期的兩棲動物相似。距今3.6億年前地球氣候變化,使許多湖泊乾涸或水質變壞。它們就靠內鼻孔、鰾和肉鰭的優勢，慢慢爬上了陸地，經過漫長而艱難的歷程，在連續不斷的世代演變中，它們逐漸變成了兩棲動物。1
真掌鰭魚是一種生活在泥盆紀的扇鰭魚類，它們與早期兩棲動物的相似點就更多了。除了頭骨、牙齒和偶鰭上的相似之外，它們在脊索周圍有一系列骨環，骨環之間有小的骨穗，每一個環上有一根向後上方突起的脊。這些結構與早期兩棲類動物脊椎的結構已經非常相似了——骨環相當於椎間體、骨穗與椎體相當、而突起的脊椎則與兩棲類動物脊椎上的脊如出一轍。因此，有些科學家認為，從真掌鰭魚到陸生脊椎動物在進化上只差爬上陸地那短短的一步了。
總鰭魚類總鰭魚類的最早代表是泥盆紀中期的骨鱗魚。從它身上，實際上已經可以多多少少地看出一些早期兩棲類動物的「苗頭」了。（附： 骨鱗魚的頭骨和上下頜完全是硬骨質的，而且許多骨塊的成分、位置和形狀都與早期的兩棲類相似。）
石炭紀（Carboniferous）約處於地質年代兩億八千六百萬至三億六千萬年前，它可以區分為兩個時期：始石炭紀（又叫密西西比紀，三億兩千至三億六千萬年前）、和後石炭紀（又叫賓夕法尼亞紀，兩億八千六百至三億兩千萬年前）。 石炭紀（Carboniferous period）是古生代的第5個紀，開始於距今約3.55億年至2.95億年，延續了6500萬年。石炭紀時陸地面積不斷增加，陸生生物空前發展。當時氣候溫暖、濕潤，沼澤遍布。大陸上出現了大規模的森林，給煤的形成創造了有利條件。
石炭紀是地殼運動非常活躍的時期，因而古地理的面貌有著極大的變化。這個時期氣候分異現象又十分明顯，北方古大陸為溫暖潮濕的聚煤區，岡瓦納大陸卻為寒冷大陸冰川沉積環境。氣候分帶導致了動、植物地理分區的形成。
石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期。石炭紀開始於距今3.5億年，延續了約6500萬年。由於這一時期形成的地層中含有豐富的煤炭，因而得名「石炭紀」。據統計，屬於這一時期的煤炭儲量約佔全世界總儲量的50%以上。
巨脈蜻蜓（學名Meganeura monyi），又名大尾蜻蜓或巨尾蜻蜓，是3億年前石炭紀的一種昆蟲，與現今的蜻蜓接近。它的翅膀展開闊達75厘米，是已知地球上曾出現最大的昆蟲物種，但是早在2.5億年前的二疊紀就已滅絕。它以其他昆蟲及細小的兩棲動物為食物。
巨脈蜻蜓的化石是於1880年在法國發現。於1885年，法國古生物學家Charles Brongniart描述及命名了這個化石。另一個化石標本是於1979年在德比郡的博爾索弗發現。完模標本現正存放在巴黎的法國國立自然史博物館。
巨型馬陸是遠古時代的一種馬陸，體長3米，身材高大，是有史以來最大的陸地節肢動物。巨型馬陸生活在石炭紀，因為當時的氧氣含量達35%，所以當時的節肢動物都十分巨大。科學家推測它們都住在自己的洞穴里。據傳在馬來西亞某群島上出現過，後又跟隨島嶼消失不見，據說是幽靈島的存在。曾在CCTV10神秘紀錄片報道過。
它是雜食動物，以蕨類植物的葉子、巨型蜘蛛等為食，有時也吃動物腐屍。 根據德國古生物學家史奈德（Jorg Schneider of Freiberg University）的說法，這次出土的化石，應該是節胸屬（Arthropleura）的一種特大生物。雖然目前尚未命名，但依其同屬生物的長寬比例，就能推論出它的大小。
現代尚存的最大節肢類生物，是海洋的蜘蛛蟹（Spider Crab）。雖然其腿長可達一點五公尺，但身體直徑只有五十公分左右，所以其總體積仍遠不如耶那城發現的化石生物。
中突蛛屬於中突蛛亞目 以無脊椎動物和小型爬行動物為食 大小有人頭那麼大。
蜥螈(seymouria)是產於北美下二疊統上部的一種小型四足類。最早的蜥螈形類出現在石炭紀。蜥螈頭骨及牙齒特徵與兩棲類相似，但又具有很多爬行類的特徵。脊椎的神經弧寬大，間椎體退化，肩帶中的間鎖骨有一個長的中央骨幹，腸骨擴張，具有兩個薦椎，趾骨排列特徵也與早期爬行類相似。由於形態上的這些進步性，故蜥螈被認為是兩棲動物向爬行動物過渡的中間類型動物。
如認為蜥螈是爬行類的直接祖先，其出現的時代又過晚，因此把它看做是與爬行類由共同祖先平行派生出來的。它是屬於兩棲類還是爬行類，可根據卵的性質和產卵的地方是陸地還是水中來確定，但認為是兩棲類的見解更為有力。蜥螈屬是因化石產地（美國Texas州Seymour地方的北部）而得名。
補充： 海口魚(haikouichthys)(ハイコウイクチス)是一種原始的擬似魚類生物，只有拇指般的大小，但卻是生命進化史上的巨人，擁有堅實的外殼和身體非常獨特，未來所有脊椎動物的祖先 。是一種原始的擬似魚類生物，屬於無頜總綱。其下只有一個物種，就是耳材村海口魚（H. ercaicunensis）。海口魚的化石於雲南的澄江動物群（帽天山層）被發現，溯源於寒武紀，被認為是至今發掘的最古老的魚類。海口魚確為已知最古老脊椎動物,它的發現對古生物學及動物源流的學說有極大的影響，因為它將脊椎生物出現的時期進一步推至5.3億年前。
謝樓上
希氏根齒魚（Rhizodus hibberti）是石炭紀晚期歐洲西部地區，常見的，其化石多與其近親 Screbinodus ornatus 和 Strepsodus sp一起被發現。
希氏根齒魚（Rhizodus hibberti）
根齒魚目（Rhizo dontida）出現於晚泥盆紀，在泥盆紀末期的大滅絕中，其種屬雖受打擊，但畢竟堅 持了下去，在石炭紀得到了大發展，直至石炭紀晚期消亡。根齒魚類主要棲息於大型湖泊以及江河中，它們屬於總鰭魚大家族。
石炭紀根齒魚類的化石大多發現於英國，尤其在蘇格蘭和諾森伯蘭郡，其種屬包括希氏根齒魚（Rhizodus hibberti）和Rhizodus granulatus。根齒魚類中有的成員體型相當大，例如希氏根齒魚，體長達到7到8米，是古往今來最大的淡水魚稱號的有力競爭者。 外號「蘇格蘭獵手」的希氏根齒魚長有十分可怕的齒系，（有的長達22厘米），牙齒表面光滑，前後邊緣十分鋒利，其上頜骨密布小牙齒，而在犁骨、前頜骨上生有大型的利齒；下頜骨更是生有鳥喙狀的犬齒狀牙齒和巨大的獠牙。雙齶的結構保證了其具有極強 大的撕咬力。齒系的分布也有利於其獵物難以逃脫死亡的命運。
林蜥是最早出現的爬行動物。它屬於無孔目杯龍類大鼻龍形亞目，頭骨後部截平，上下頜很長。
補充： 巨型羽翅鱟，體長超過8英尺（約合2.43米），是體型最大的外形好似玩具的螯蝦，生活在距今約4.5億年前。第一種從水中移居到陸地，並知道如何蛻殼的動物。
它擁有堅固的防護——覆蓋著脊、爪和盔甲。它們用6條腿走路，後面還有2條扁平如槳的腿。一旦離開了水，它們便會行動笨拙。如果在水下，則可以游上一段距離。它們通常是海底的居住者，但是也能在淡水中和陸地上生活。巨型羽翅鱟在海底漫遊，尋找三葉蟲和其它住在沙子和淤泥里的動物。它也吃自己的同類。巨型羽翅鱟只能通過蛻殼才能生長。剛蛻完殼時，它和其它同伴聚集在淺水區尋求數量上的安全。在蛻殼期間，它利用自己軀體暫時柔軟，且鄰居數量眾多的優勢來交配。
巨型羽翅鱟與Arthropleuria類似，所不同的是，前者生活在海洋。這種「海蠍」(只是外形與蠍子相像)的體長超過8英尺(約合2.43米)，是體型最大的外形好似玩具的螯蝦，生活在距今3.9億年前。
補充： 歐巴賓海蠍是寒武紀的遠古動物。生活於大約5.3億年前的海洋之中，大概位於現在加拿大所處的位置。它們長有5隻帶柄的眼。科學家們推測，歐巴賓海蠍有可能是蝦的遠親。
歐巴賓海蠍是寒武紀的遠古動物。寒武紀地球上曾出現了一次物種大爆發 ，許多新的物種出現，是地球歷史上最早有豐富動物化石記錄的時代。歐巴賓海蠍是如此怪異，以致科學家推測其也許是蝦類的遠親，也許和現代存活的任何生物都無關。2
它們看起來很像是科幻電影中的怪異動物，具有環節結構，並具未礦化的外骨骼，身體總長度為40至70毫米。它們利用14對像槳一樣的腮來游泳。最奇怪之處還在於它們的頭部。歐巴賓海蠍頭上頂著5隻帶柄的眼睛，並伸出象鼻狀的嘴巴，在這些眼睛的前端還有一個柔軟的長嘴，而且在嘴的頂端還長有一個爪子。
怪誕蟲與歐巴賓海蠍一樣，生活於大約5.3億年前的海洋之中，最早發現於加拿大，是寒武紀最著名的動物。頭很大，軀幹背側具有7對斜向上生長的強壯的長刺。 本世紀初當它的化石在加拿大布爾吉斯頁岩礦坑被發現的時候，它看起來好像帶刺毛的蠕蟲。後來，一位科學家認為這種動物的身體是管狀的，以7對長腿站立，背上長有觸手，並將它命名為怪誕蟲。但科學家在中國發現了保存完好的怪誕蟲的近親。這些動物並沒有長腿。給它命名的那位科學家所認為的長腿實際上是它背上的刺，他認為的觸手卻是肉足。2015年6月25日在」Nature「刊物上發表的一篇文章說明我們不僅弄錯了他的上下，還顛倒了它的左右。「以前我們認為是頭的東西只是一塊沉積物。」
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