整理南京古生物博物馆所见。
古生代（6 个纪）
寒武纪（Cambrian Period）
寒武纪始于 5.42 亿年前，那时地球上首次出现了带硬壳的动物。寒武纪以前的生命之火已发展成为燎原之势，它反映了生物演化过程中的一个明显的特大飞跃，即“寒武纪大爆发”。在世界各地的寒武纪动物群中，尤以三叶虫化石最为丰富，因此寒武纪又称为“三叶虫的时代”。
云南寒武纪早期澄江动物群的发现，为探讨“寒武纪大爆发”的奥秘提供了确凿的化石证据。在澄江动物群中，从简单的海绵动物到复杂的脊索动物，几乎所有的现生动物门都有了各自的代表，还有一些形态非常奇特以至于无法归入任何已知动物门的疑难类群。大型捕食动物奇虾的出现，标志着完整的生态系统在寒武纪初期就已形成。脊椎动物的起源也已追溯到寒武纪的开始。
奥陶纪（Ordovician Period）
奥陶纪始于 4.88 亿年前，当时动物仅生活在海洋中，海生无脊椎动物空前繁盛，其中重要门类有笔石、三叶虫、腕足类、鹦鹉螺类、苔藓动物、海百合类和珊瑚等，而以鹦鹉螺为代表的头足类取得了海洋霸主地位
。奥陶纪末期，地球变得异常寒冷，超过一半的物种消亡了。地球生物圈经历了“寒武纪大爆发”以来的第一次生物大灭绝事件。
志留纪（Silurian Period）
志留纪始于 4.43 亿年前。随着全球气候转暖，环境渐趋稳定，志留纪海洋动物逐渐恢复了元气，并形成了浅海环境生物进化的高潮。海洋中的动物仍以无脊椎动物为主，但三叶虫和曾称霸奥陶纪海洋的鹦鹉螺类开始衰退，笔石演化迅速，珊瑚、苔藓动物、双壳类、腹足类、竹节石类得到进一步发展。脊椎动物的演化产生了重要进展，即出现了真正颌骨的鱼类。有颌类和无颌类的鱼都在尝试着各自不同的生活方式。
同时，陆地上也发生了重要的变化，真正意义上的陆生维管植物在滨海沼泽中首次出现。仅仅过了 3000 万年，到志留纪结束时，陆生动物已十分广泛，尽管它们的个体都很小。
泥盆纪（Devonian Period）
泥盆纪被称为“鱼类的时代”，开始于 4.16 亿年前，这一时期的脊椎动物开始称雄海洋，并首次进军陆地。泥盆纪无脊椎动物依然在不断进化，在软体动物中鹦鹉螺类的后裔衍生出具有螺旋外壳的菊石。在早古生代曾非常繁荣的三叶虫、笔石等已明显衰落，腕足类、珊瑚类获得了近一步发展。
就脊椎动物而言，一个重要的变化是出现了首批向陆地进军的先驱。由于气候温暖，在陆地上生长缓慢的简单植物逐渐让位于对干旱的陆地环境适应能力更强的植物类群。泥盆纪结束时，最早的森林已经形成。
石炭纪（Carbonifeous Period）
石炭纪开始于 3.6 亿年前，是陆生动物大发展的重要时期。陆地上出现了大片茂密森林，它们的残骸最终变为煤层。作为一个主要的造煤时代，石炭纪由此得名。
绝大多数的陆生动物虽然是无脊椎动物，但它们的统治地位已受到有力挑战。第一批爬行动物开始出现，并迅速进化，到石炭纪晚期，它们成了当时最大的捕食者。
同时，在淡水和海洋里，软骨鱼和硬骨鱼日益繁盛没有颌骨的鱼则江河日下。海生无脊椎动物的最大变化是蜓类的兴起，其次珊瑚、腕足类、牙形刺进一步发展，海百合继续保持兴旺，在有些区域形成了覆盖海底的大片水下“花园”。三叶虫更为衰退仅有少数代表而笔石几乎销声匿迹。
二叠纪（Permian Period）
二叠纪开始于约 3 亿年前，是古生代最后一个纪，也是一个重要的成煤时期。它以地球历史上最大的一次生物灭绝事件宣告结束。
二叠纪时陆生生物进一步发展，在晚期还出现了松柏类、苏铁类和银杏类等中生代主要类群的先驱。两栖类、原始爬行类和昆虫相当繁盛，鱼类中的软骨鱼和硬骨鱼都有重要代表。似哺乳动物的兽孔目爬行动物成了陆地上日益重要的角色。以蜓类、珊瑚、菊石、腕足类为代表的海生无脊椎动物组合面貌与石炭纪相似，但成分有明显不同。苔藓虫、双壳类有了新的发展，三叶虫仅存少数代表。二叠纪末四射珊瑚、横板珊瑚、蜓、三叶虫全部灭绝，菊石演化为高级类型，腕足类属种也大为减少。
中生代（3 个纪）
三叠纪（Triassic Period）
三叠纪是中生代的第一个纪，自距今 2.5 亿年开始。经历了二叠纪末生物大灭绝事件后，三叠纪早期生物圈逐步复苏。在海洋中，菊石类劫后余生，残存的类群再次繁盛；六射珊瑚取代了四射珊瑚，成了新的造礁生物；双壳类软体动物取代了腕足类；鱼类则以全骨鱼类占统治地位。三叠纪陆生植物群以松柏类，苏铁类，银杏类和真蕨类等植物为主。这一时期出现了原始的恐龙和最早的鳄类。三叠纪晚期，真正的哺乳动物开始出现。
侏罗纪（Jurassic Period）
侏罗纪始于 2 亿年前，是裸子植物、爬行类和菊石类空前繁盛的时代。爬行动物第一次在陆地、海洋和空中占据了统治地位。侏罗纪晚期，恐龙家族中体型最大的蜥脚类达到全盛，成为地球陆地上出现过的最巨大的动物。中国著名的合川马门溪龙就是蜥脚类恐龙的一种。在侏罗纪结束时，蜥脚类已大大衰落。鸟类直到侏罗纪末期才开始出现称为翼龙类在空中的有力竞争者。随着开花结果的被子植物的兴起，地球从此显得更加生机勃勃。
白垩纪（Cretaceous Period）
白垩纪自 1.45 亿年前开始至 6500 万年前结束，是中生代晚期的一个纪。这一时期的被子植物迅速发展，逐渐取代了裸子植物原有的统治地位。白垩纪海洋中造礁的后壳蛤达到极盛，一度取代珊瑚成为主要的造礁生物。白垩纪早期鸟类开始分化。白垩纪恐龙种类达到极盛，这时候最著名的恐龙是霸王龙，是陆地上出现过的最大的食肉动物。白垩纪末，海洋和陆地上的动物大量灭绝，仅有少数幸存下来。曾盛极一时的恐龙家族完全灭绝，成为地球历史上最重大的生物灭绝事件之一。
新生代（3 个纪）
古近纪（Paleogene Period）
古近纪又称为“老第三纪”，是新生代最早的一个纪。古近纪始于 6500 万年前，延续了大约 4200 万年，包括古新世、始新世、渐新世。古近纪哺乳动物迅速辐射演化，除了适应陆地生活的多种方式外，还出现了空中飞翔的蝙蝠类和重新适应海中生活的鲸类。海生无脊椎动物中以有孔虫类、软体动物、六射珊瑚等为主。淡水介形类等亦有大量繁育。被子植物更趋繁盛，植物分区更加接近现代。
新近纪（Neogene Period）
新近纪又称为“新第三纪”。始于 2300 万年前，延续约 2100 万年，分为中新世和上新世。新近纪生物界的总面貌与现代更为接近。哺乳动物又有新的发展，以形体增大为特征。在海生无脊椎动物中，有孔虫中的大型货币虫已被小型的有孔虫所取代。六射珊瑚大量发展，形成大型珊瑚礁。淡水介形类大量繁育。高等植物区系与现代相似。
第四纪（Quaternary Period）
第四季是地质历史上最新的一个纪，自大约 180 万年前开始一直延续到现代。它是地质历史上发生过大规模冰川活动的少数几个纪之一，又是哺乳动物和被子植物高度发展的时代，而人类的出现和演化则是这个时代最突出的重大事件。因此，第四纪通常被称为人类的时代。以距今一万多年前的第四纪冰川期的结束为界，第四纪分为更新世和全新世。受冰期和间冰期交替发生的影响，更新世生物群的面貌和分布发生了很多巨大变化。全新世生物群的面貌和分布与现代的大体相同，几乎所有的生物都是现代种。