intermédiaire entre le Précambrien et le Mésozoïque, s'étend de – 542 à – 251 millions d'années. Cette ère géologique, autrefois appelée primaire, est formée de six systèmes (cambrien, ordovicien, silurien, dévonien, carbonifère et permien). Le Paléozoïque est une ère capitale pour l'évolution de la vie, avec, en particulier, la conquête des continents par les organismes, continentaux ou aquatiques, nombreux et variés, qui ont un cachet encore archaïque. Certains disparaîtront à la fin ou avant la fin de l'ère (graptolites, chitinozoaires, trilobites, fusulinidés, archéocyathidés, tétracoralliaires), d'autres survivront (agnathes, reptiles, poissons, gymnospermes, phanérogames). Le Paléozoïque est marqué par la formation de deux grandes chaînes de montagnes, d'abord la chaîne calédonienne, dont on retrouve les racines en Scandinavie et au Groenland, puis la chaîne hercynienne, qui structure toute l'Europe. Le Massif armoricain, le Massif central et les Vosges en sont le témoignage en France. À la fin du Paléozoïque, toutes les terres continentales sont soudées en une masse unique, la Pangée. Ces terres vont être affectées par des glaciations.