Il Paleozoico, in passato noto anche come Era Primaria, è una delle più importanti divisioni della scala dei tempi geologici, una delle quattro ere geologiche tradizionali.
Il Paleozoico iniziò con il periodo Cambriano (541-485 milioni di anni fa), in cui apparvero sia i principali gruppi di "invertebrati", come Brachiopodi, Molluschi, Artropodi ed Echinodermi, sia i Cordati, che avrebbero in seguito dato origine ai Vertebrati. Nell'Ordoviciano (485-443 milioni di anni fa) nei mari erano già presenti moltissimi animali tra cui dominavano Molluschi e Artropodi, ma anche i Vertebrati cominciarono a svilupparsi con forme simili a pesci.
Nel periodo Siluriano (443-419 milioni di anni fa) le piante e gli artropodi cominciarono a colonizzare la terraferma, seguiti nel Devoniano (419-359 milioni di anni fa) dai primi Anfibi, cioè quei Vertebrati che avevano trasformato le pinne in arti ed erano in grado di respirare e sopravvivere anche sulla terraferma. Il Devoniano è però ricordato per il grande sviluppo che ebbero i pesci.
Il periodo Carbonifero (359-299 milioni di anni fa) fu caratterizzato da una esplosione di forme e varietà della flora terrestre, con enormi foreste umide che ricoprirono tutti i continenti. Sul finire di questo periodo comparvero gli Amnioti, i primi vertebrati capaci di riprodursi lontano dall'acqua grazie a un particolare tipo di uovo maggiormente protetto, detto appunto amniotico. Agli albori della loro evoluzione questi animali si diversificarono nella linea dei Sinapsidi, che avrebbe poi portato ai Mammiferi, e in altre linee di Rettili.
Nel Permiano (299-252 milioni di anni fa), grazie a un inaridimento degli ambienti, forse conseguente alla formazione di un unico supercontinente (Pangea) con poco sviluppo costiero e climi più secchi e continentali, si ebbe una grande diversificazione degli Amnioti, in particolare dei Sinapsidi, che divennero i dominatori delle terre emerse al posto degli Anfibi. Alla fine del Permiano si registra la più grande estinzione di massa nella storia del Pianeta, con la scomparsa del 90% delle specie marine (tra cui i Trilobiti) e del 70% di quelle terrestri.