Οι εξελικτικές καινοτομίες φαίνεται ότι ήταν σχετικά λίγες κατά τα πρώτα τρία περίπου δισεκατομμύρια χρόνια ζωής στη Γη. Οι σημαντικότερες εξελικτικές καινοτομίες κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ήταν η εξέλιξη των οξυφωτοσυνθετικών βακτηρίων και των πολύπλοκων κυττάρων (ευκαρυώτες). Αν και η ίδια η ζωή προήλθε πριν από τουλάχιστον 3.7 δισεκατομμύρια χρόνια, μόλις πριν από περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια εμφανίστηκαν τα πρώτα σκληρά στοιχεία πολυκύτταρης ζωής.
Εξαιρώντας τις πρωτοζωικές (μονοκύτταρες) εξελικτικές καινοτομίες, που πολλοί επιστήμονες θα υποστήριζαν ότι είναι οι πιο σημαντικές από όλες για τεχνικούς λόγους, υπάρχει μια σειρά από εξελικτικές καινοτομίες, η χρησιμότητα των οποίων είναι προφανής σε οποιονδήποτε. Πέντε εξελικτικές καινοτομίες που φαίνονται πιο σημαντικές είναι η εξέλιξη ενός τρίτου βλαστικού στρώματος, το οποίο επιτρέπει μια σωματική κοιλότητα, που ονομάζεται επίσης coelom. αρπακτικό, που ξεκίνησε έναν αγώνα εξοπλισμών εξελικτικής αλλαγής. μάτια, τα οποία μετά την αρχική τους εξέλιξη έγιναν τόσο επιτυχημένα που η πλειοψηφία των μακροσκοπικών ζώων τα κατέχει. ο αποικισμός της γης από φυτά και ζώα· και η εξέλιξη της αληθινής πτήσης, η οποία έχει συμβεί ανεξάρτητα τέσσερις φορές και άνοιξε μια τεράστια νέα θέση για τα ζώα να αποικίσουν.
Η εξέλιξη ενός τρίτου στρώματος μικροβίων, δηλαδή των τριπλοβλαστικών ζώων, συνέβη μεταξύ 600 και 580 εκατομμυρίων ετών πριν. Το αρχαιότερο γνωστό τριπλοβλαστικό απολίθωμα είναι το Vernanimalcula guizhouena, ένα μικροσκοπικό σφαιρικό ζώο με διάμετρο μόλις 0.1 mm. Αυτό το ζώο βρέθηκε να έχει δύο σωματικές κοιλότητες που χωρίζουν το έντερό του από το τοίχωμα του σώματος. Αυτή η φυσιολογική διάταξη βοηθά στην απορρόφηση των εσωτερικών οργάνων ενώ αποσυνδέει τις δομικές εξαρτήσεις μεταξύ των δύο, επιτρέποντάς τους να αναπτυχθούν ανεξάρτητα. Αυτή είναι μια ανεκτίμητη εξελικτική καινοτομία.
Η εξέλιξη του θηράματος και των ματιών πιθανότατα συνέβη κοντά, και τα δύο πολύ νωρίς. Δεδομένων των όσων γνωρίζουμε, είναι λογικό να υποθέσουμε ότι και τα δύο αυτά γεγονότα συνέβησαν περίπου την ίδια εποχή, στα σύνορα Κάμβριας-Προκάμβριας πριν από περίπου 542 εκατομμύρια χρόνια. Όλα τα ζώα με μάτια είναι μονοφυλετικά, που σημαίνει ότι μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο που εξελίχθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με μια προηγούμενη άποψη που υποστήριζε ότι τα μάτια εξελίχθηκαν ανεξάρτητα σε πολλές περιπτώσεις. Περίπου την ίδια εποχή, εμφανίστηκαν οι πρώτοι οργανισμοί με σκληρά κοχύλια, και σε αυτά τα κοχύλια διακρίνονται μικρές τρύπες, ένα ενδεικτικό σημάδι των αρπακτικών. Η αρπακτικότητα μπορεί να έχει εξελιχθεί ακόμη νωρίτερα, καθώς υπάρχουν πρόχειρες ενδείξεις θηρεύσεως από την περίοδο του Εδιακαρά, 10-20 εκατομμύρια χρόνια πριν από τα σύνορα Κάμβριας-Προκάμβριας.
Οι δύο τελευταίες εξελικτικές καινοτομίες μεγάλης σημασίας είναι η μετάβαση στη στεριά και η μετάβαση στον αέρα. Η μετακίνηση προς τη γη είναι η πιο σημαντική από τις δύο, που συνέβη μεταξύ περίπου 460 και 430 εκατομμυρίων ετών πριν, κατά την περίοδο της Ορδοβικιανής και της Σιλουριανής περιόδου. Εκείνη την εποχή, τα πράσινα φύκια εξελίχθηκαν σε χερσαία φυτά, τα οποία ακολουθήθηκαν αρκετές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια αργότερα από απλά αρθρόποδα, συμπεριλαμβανομένων των προγόνων των σύγχρονων αραχνών και των θεριστών. Το αρχαιότερο επίγειο απολίθωμα που είναι γνωστό είναι μια χιλιοποδαρούσα. Πολύ αργότερα, πριν από περίπου 350 εκατομμύρια χρόνια, κατά την περίοδο του ανθρακοφόρου, τα έντομα εξελίχθηκαν σε φυγή, εκμεταλλευόμενοι μια τεράστια νέα θέση. Η πτήση θα εξελισσόταν ανεξάρτητα τρεις φορές ακόμη: σε πτερόσαυρους, πουλιά και νυχτερίδες.