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。
顕生代
まず海中では カンブリア紀に繁栄した三葉虫はオルドビス紀に早くも衰退し始める。脊椎動物は顎と歯を持たない無顎魚類が繁栄したが、下図のように頭部を覆う燐酸カルシウムの骨板を有し、鰭が発達していないため泳ぎは鈍かった。無顎類の子孫はヤツメウナギを含む円口類約50種が現存している。軟体動物では頭足類アンモナイトの祖先の直角貝の仲間は体長が15cm程度のものが多いが、最大のものは体長数mにも達した捕食動物であった。この時代に原索動物のフデイシやコノドントが出現した。コノドントは小さな化石微化石でたくさん見つかる上に時代による変化が大きいため示準化石として使われているが、クリダグナサスのような無顎類とは異なる原始的な魚類の喉部にある咀嚼用器官（歯）であった。最古の陸上植物の可能性として、アフリカのリビアにあるオルドビス紀の地層からゼニゴケ類似の胞子の化石が見つかっている。またアメリカ東部の陸域で堆積した地層からムカデの足跡に似た生痕化石がみつかっている。約4億3900万年前のオルドビス紀末に原因不明の急激な寒冷化による生物の大絶滅が起こった。まず急激な氷河の発達により海水準が降下し浅海の固着生物の住処が無くなり、その後温暖な気候に戻るにつれて今度は急激な海水準の上昇とおそらく深海からの低酸素の水が上昇してきたことによる窒息によって、当時海洋に生息していた科のレベルで20%・属のレベルで60%が絶滅した。