A continuación se expone una descripción general de las divisiones y de las formas de vida en las que se basan; los registros fósiles más escasos de los tiempos precámbricos, no permiten divisiones tan claras; véase escala de tiempos geológicos.
1. Periodo Cámbrico (570 a 510 millones de años); una explosión de vida (la llamada explosión cámbrica) pobló los mares, pero la tierra firme permaneció estéril; de este periodo data el origen de casi todos los grandes tipos principales de invertebrados. Son muy característicos los grupos de trilobites (extintos en la actualidad) con miles de especies diferentes, equinoideos y arqueociátidos, entre otros; colisiones múltiples entre las placas de la corteza terrestre crearon el primer supercontinente, llamado Gondwana.
2. Periodo Ordovícico (510 a 439 millones de años); Gondwana se va acercando al polo sur y Escandinavia y Norteamérica convergen; los trilobites empiezan a declinar en este periodo en el que otros importantes grupos hicieron su primera aparición, entre ellos estaban los corales, los crinoideos, los briozoos y los pelecípodos. Surgieron también peces con escudo óseo externo y sin mandíbula, que son los primeros vertebrados conocidos; sus fósiles se encuentran en lechos de antiguos estuarios de América del Norte; el periodo acabó en una fase de glaciación que supuso la extinción de muchos grupos de organismos.
3. Periodo Silúrico (439 a 408,5 millones de años); la vida se aventuró en tierra bajo la forma de plantas simples llamadas psilofitinas, que tenían un sistema vascular para la circulación de agua, y de animales parecidos a los escorpiones, parientes de los artrópodos marinos, extintos en la actualidad, llamados euriptéridos; la cantidad y la variedad de trilobites disminuyeron, pero los mares abundaban en corales, en cefalópodos y en peces mandibulados; es un periodo de clima globalmente cálido.
4. Periodo Devónico (408,5 a 362,5 millones de años); este periodo se conoce también como la edad de los peces, por la abundancia de sus fósiles entre las rocas de este periodo. Los peces se adaptaron tanto al agua dulce como al agua salada; entre ellos había algunos con escudo óseo externo, con o sin mandíbula, tiburones primitivos (aún existe una subespecie de los tiburones de esta época) y peces óseos a partir de los cuales evolucionaron los anfibios; en las zonas de tierra, se hallaban muchos helechos gigantes y la presencia vegetal continental es ya importante.
5. Periodo Carbonífero (362,5 a 290 millones de años); los trilobites estaban casi extinguidos, pero los corales, los crinoideos y los braquiópodos eran abundantes, así como todos los grupos de moluscos. Los climas húmedos y cálidos fomentaron la aparición de bosques exuberantes en los pantanales, que dieron lugar a los principales yacimientos de carbón que existen en la actualidad; sin embargo, en otras zonas continentales se producen glaciaciones importantes. Las plantas dominantes eran los licopodios con forma de árbol, los equisetos, los helechos y unas plantas extintas llamadas pteridospermas o semillas de helecho. Los anfibios se extendieron y dieron nacimiento a los reptiles, primeros vertebrados que vivían sólo en tierra. Aparecieron también insectos alados como las libélulas; prosigue la convergencia de los dos grandes supercontinentes Laurasia y Gondwana hacia la formación de la segunda Pangea.
6. Periodo Pérmico (290 a 245 millones de años); las zonas continentales se unieron en un único continente llamado Pangea II. Esta múltiple colisión continental generó la orogenia herciniana. Gran parte de Pangea II se sitúa en la cercanía del polo sur, por lo que se produce una fuerte glaciación; el periodo termina con una gran extinción en masa de muchos organismos que acabó con más de un 90% de las especies marinas existentes.
7. Periodo Triásico (245 a 208 millones de años); el principio de la era mesozoica quedó marcado por la disgregación de Pangea II y la reaparición de los supercontinentes del Norte (Laurasia) y del Sur (Gondwana). Las formas de vida cambiaron considerablemente en esta era, conocida como la edad de los reptiles; aparecieron nuevas familias de pteridospermas, y las coníferas y las cícadas se convirtieron en los mayores grupos florales, junto a los ginkgos y a otros géneros; surgieron reptiles, como los dinosaurios y las tortugas, además de los mamíferos.
8. Periodo Jurásico (208 a 145,6 millones de años); al desplazarse Gondwana, el norte del océano Atlántico se ensanchaba y nacía el Atlántico sur. Los dinosaurios dominaban en tierra, mientras crecía el número de reptiles marinos, como los ictiosaurios y los plesiosaurios; aparecieron las primeras aves y los corales formadores de arrecifes crecían en las aguas poco profundas de las costas; entre los artrópodos evolucionaron animales semejantes a los cangrejos y a las langostas (crustáceos).
9. Periodo Cretácico (145,6 a 65 millones de años); los dinosaurios prosperaron y evolucionaron hacia formas más especializadas, para desaparecer de forma brusca al final de este periodo, junto a muchas otras formas de vida. Las teorías para explicar esta extinción masiva tienen en la actualidad un gran interés científico; los cambios florales de este periodo fueron los más notables de los ocurridos en la historia terrestre; las gimnospermas estaban extendidas, pero al final del periodo aparecieron las angiospermas (plantas con flores).
10. Periodo Terciario (65 a 1,64 millones de años); en el terciario se rompió el enlace de tierra entre América del Norte y Europa y, al final del periodo, se fraguó el que une América del Norte y América del Sur. Durante el cenozoico, las formas de vida de la tierra y del mar se hicieron más parecidas a las existentes en la actualidad; se termina de formar la Patagonia y el levantamiento de la cordillera de los Andes. Las formaciones herbáceas se expandieron y esto provocó la especialización de muchos herbívoros, con cambios en su dentición. Al haber desaparecido la mayoría de los reptiles dominantes al final del cretácico, el cenozoico fue la edad de los mamíferos; de esta forma, en la época del eoceno se desarrollaron nuevos grupos de mamíferos, como ciertos animales pequeños parecidos a los caballos actuales, rinocerontes, tapires, rumiantes, ballenas y ancestros de los elefantes. En el oligoceno aparecieron miembros de las familias de los gatos y de los perros, así como algunas especies de monos. En el mioceno los marsupiales eran numerosos, y aparecieron los antropoides (entre los que surgirían los homínidos). En el plioceno, los mamíferos con placenta alcanzaron su apogeo, en número y diversidad de especies, extendiéndose hasta el periodo cuaternario.
11. Periodo Cuaternario (desde hace 1,64 millones de años hasta la actualidad); capas de hielo continentales intermitentes cubrieron gran parte del hemisferio norte. Los restos fósiles ponen de manifiesto que hubo muchos tipos de homínidos primitivos en el centro y sur de África, en China y en Java, en el pleistoceno bajo y pleistoceno medio; pero los seres humanos modernos (Homo sapiens) no surgieron hasta el final del pleistoceno; más tarde, en este periodo, los humanos cruzaron al Nuevo Mundo a través del estrecho de Bering, cuyo tránsito era viable debido a la bajada del nivel del Mar; las capas de hielo retrocedieron al final y empezó la época reciente, el holoceno.