大量絶滅
多細胞生物が現れたエディアカラン以降、5度の大量絶滅（オルドビス紀末（O-S境界）、デボン紀末（F-F境界）、ペルム紀末（P-T境界）、三畳紀末（T-J境界）、白亜紀末（K-Pg境界））と、それよりは若干規模の小さい絶滅が数度あった[1]とされる。大量絶滅の原因については、K-Pg境界のように隕石や彗星などの天体の衝突説が有力視されている事件や、P-T境界のように超大陸の形成と分裂に際する大規模な火山活動による環境変化（プルームテクトニクスも参照のこと）が有力視されている事件などさまざまであり、その原因は一定しているわけではない。
絶滅
さまざまな化石資料によると、そういった散発的な絶滅とは異なり、多くの分類群にまたがる、大規模な絶滅が起こった時代があることがわかっている。中生代白亜紀の末に恐竜が全滅したことは有名だが（K-T境界）、このとき、海中でもアンモナイト・イクチオサウルス・プレシオサウルスなど、多数の分類群が絶滅している。理由として、小惑星衝突説、被子植物繁茂説など諸説紛々としている。また、古生代ペルム紀末の大絶滅（P-T境界）は、それよりも規模の大きいものだったと言われる。原因は気候の大きな変動とも言われるが、詳細は不明な点が多い。