Το Παλαιοζωικό, το Μεσοζωικό και το Καινοζωικό αναφέρονται στις τρεις κύριες εποχές της πολύπλοκης πολυκύτταρης ζωής στη Γη – στα ελληνικά, οι λέξεις σημαίνουν «αρχαία ζωή», «μέση ζωή» και «νέα ζωή». Ο Παλαιοζωικός εκτείνεται από 542 έως 251 εκατομμύρια χρόνια πριν, ο Μεσοζωικός από 251 έως 65.5 εκατομμύρια χρόνια πριν και ο Καινοζωικός από 65.5 εκατομμύρια χρόνια πριν μέχρι σήμερα.
Μιλώντας με εξαιρετικά γενικούς όρους, το Παλαιοζωικό θα μπορούσε να θεωρηθεί η εποχή των ασπόνδυλων, των φυτών της γης, των αμφιβίων και των συναψιδών (οι πρόγονοι των θηλαστικών), το Μεσοζωικό ήταν η Εποχή των Ερπετών (ειδικά των δεινοσαύρων) και το Καινοζωικό είναι η Εποχή των Θηλαστικών . Από τότε που επινοήθηκαν οι όροι, ανακαλύφθηκε ότι όντως υπήρχε πολύπλοκη πολυκύτταρη ζωή περίπου 60 εκατομμύρια χρόνια πριν από την έναρξη του Παλαιοζωικού. Αυτή η ζωή αναφέρεται ως πανίδα του Ediacaran.
Το Παλαιοζωικό ξεκίνησε πριν από περίπου 542 εκατομμύρια χρόνια, όταν η γη στερήθηκε ζωής και όλα τα έμβια όντα ήταν υδρόβια. Οι ωκεανοί ήταν γεμάτοι με μικρούς, απλούς οργανισμούς, όπως τριλοβίτες, κνιδάριους (συγγενείς των μεδουσών) και καπιτονέ «στρώματα» και «τσάντες» που μοιάζουν με φύλλα, που ήταν η πανίδα του Ediacaran. Γρήγορα, η πανίδα του Ediacaran εξαφανίστηκε και αντικαταστάθηκε από ένα σύνολο ταχέως διαφοροποιούμενων οργανισμών που διακλαδίστηκαν σε πρώιμους προγόνους σχεδόν όλων των σύγχρονων ζωικών φυλών. Αυτό το απότομο επεισόδιο προσαρμοστικής ακτινοβολίας είναι τώρα γνωστό ως έκρηξη της Κάμβριας.
Μερικά από τα πιο σημαντικά εξελικτικά ορόσημα συνέβησαν σε όλο το υπόλοιπο Παλαιοζωικό. Τα ζώα μεγάλωσαν από ένα μέσο όρο μόλις δύο ίντσες σε μήκος σε μορφές πολύ μεγαλύτερες από τους ανθρώπους, συμπεριλαμβανομένου του αρπακτικού ψαριού Dunkleosteus, το οποίο μεγάλωσε έως και 6 μέτρα (20 πόδια) σε μήκος και ήταν το πρώτο σπονδυλωτό υπεραρπακτικό. Ο Dunkleosteus έζησε σε ρηχές θάλασσες της περιόδου του Devonian, περίπου 370-360 εκατομμύρια χρόνια πριν. Η ζωή από εντελώς θαλάσσια μετατράπηκε στον αποικισμό της γης, μια διαδικασία που ξεκίνησε με πρώιμα φυτά πριν από 475 εκατομμύρια χρόνια ή περισσότερα, και δεν ολοκληρώθηκε παρά μόνο όταν τα πρώτα γνωστά δέντρα άρχισαν να σχηματίζουν δάση πριν από περίπου 380 εκατομμύρια χρόνια. Το Παλαιοζωικό τελείωσε με τη μεγαλύτερη μαζική εξαφάνιση στην ιστορία, την Πέρμια-Τριασσική εξαφάνιση, η οποία εξάλειψε περίπου το 90% όλων των ζωικών ειδών στον πλανήτη.
Στο Μεσοζωικό κυριαρχούσαν διάφορα είδη ερπετών, συμπεριλαμβανομένων των πτερόσαυρων, που καταλάμβαναν τον αέρα και ήταν τα πρώτα ιπτάμενα σπονδυλωτά. οι ιχθυόσαυροι και οι πλησιόσαυροι, θαλάσσια ερπετά που καταλάμβαναν τους ωκεανούς. τα σαυρόποδα, τεράστιοι τετράποδοι δεινόσαυροι που ήταν κυρίαρχα φυτοφάγα ζώα. τα θηρόποδα, οι κρεατοφάγοι δεινόσαυροι που περπατούσαν με δύο πόδια και περιλάμβαναν τον Tyrannosaurus rex, και πολλούς άλλους δεινόσαυρους, που χρησιμοποιούσαν πανοπλίες και άλλες προσαρμογές για να αποφύγουν να φαγωθούν. Η χλωρίδα και η πανίδα του Μεσοζωικού έχουν δημοσιευτεί καλά από διάφορα ντοκιμαντέρ και ταινίες με επίκεντρο τους δεινόσαυρους.
Ο Καινοζωικός, η πιο πρόσφατη εποχή, χαρακτηρίζεται από θηλαστικά, τα οποία επέζησαν της μαζικής εξαφάνισης που σκότωσε τους δεινόσαυρους και συνέχισαν να κυριαρχούν στον πλανήτη. Τα πουλιά, τα οποία εξελίχθηκαν από μια ομάδα δεινοσαύρων θηρόποδων, εξελίχθηκαν για να κυριεύσουν τον ουρανό, ενώ τα ψάρια και οι φάλαινες κατέλαβαν τις θάλασσες. Τα θηλαστικά όλων των μεγεθών εξελίχθηκαν, αν και συνολικά ήταν μικρότερα από τους δεινόσαυρους. Διαφορετικές σειρές θηλαστικών αρπακτικών και φυτοφάγων εξελίχθηκαν, με αποκορύφωμα την εξέλιξη των ανθρώπων, του πιο ευφυούς είδους που είχε δει ποτέ ο πλανήτης.