Veränderungen in der Umwelt der frühen Erde förderte die Evolution der Organismen. Als die frühsten prokaryotischen Organismen in den Ozeanen begannen, Fotosynthese durchzuführen, setzten sie erstmals Sauerstoff in die Umwelt frei, bis schließlich der Sauerstoff die Ozeane sättigte und in die Luft gelangte. Das führte zu einer Erhöhung der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre. Dies fand vor etwa 2,3 Milliarden Jahren statt und ist allgemein als Große Sauerstoffkatastrophe bekannt. Organismen, die Sauerstoff für die Zellatmung nutzen, hatten einen Vorteil. Vor mehr als 1,5 Milliarden Jahren erschienen auch die ersten eukaryotischen Zellen und mehrzellige Organismen auf der Erde auf. Zunächst waren alle diese Arten nur in den Ozeanen der Erde zu finden.

Die ersten Organismen, die an Land lebten, waren fotosynthetische Prokaryoten. Sie lebten in feuchten Umgebungen in der Nähe von Meeresküsten. Trotz des Wassermangels bot die terrestrische Umwelt einen Überfluss an Sonnenlicht und Kohlendioxid für die Fotosynthese. Vor etwa 500 Millionen Jahren waren die Vorfahren der heutigen Pflanzen in der Lage, trockenere Umgebungen zu besiedeln. Sie mussten sich jedoch weiter anpassen, damit sie in den trockeneren Umgebungen nicht vertrocknen. Sie entwickelten Reproduktionsmethoden, die nicht auf Wasser angewiesen waren und ihre Embryonen vor dem Austrocknen schützten. Diese frühen Pflanzen entwickelten ein Gefäßsystem, zudem die Wurzeln für die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen und ein Spross für die Gewinnung von Sonnenlicht und Kohlendioxid gehörten.

Es erscheint als ob die Pflanzen und die Pilze, das Land zu der selben Zeit besiedelten. Ihre Koevolution auf dem Land ist das Ergebnis der gegenseitigen vorteilhaften Beziehung zwischen vielen Pflanzen und Pilzen, die sowohl bei modernen Organismen als auch bei einigen der frühesten Pflanzenfossilien zu finden ist. So helfen die Pilze bei der Aufnahme von Nährstoffen und Wasser und profitieren gleichzeitig von den bereitgestellten Nährstoffen der Pflanze.

Die Arthropoden waren die erste Tierart, die vor etwa 450 Millionen Jahren das Land besiedelte. Die ersten Tetrapoden entwickelten sich später auch zum Leben an Land und fanden in den Pflanzenarten, die das Land besiedelt hatten, eine Fülle an Nahrung. Die Amphibien dominierten das Tierleben auf dem Land für 100 Millionen Jahre lang. Später wurden Dinosaurier und dann Säugetiere zu den am häufigsten vorkommenden Landtieren.