Mudanças no ambiente da Terra primitiva impulsionaram a evolução dos organismos. À medida que organismos procarióticos nos oceanos começaram a realizar fotossíntese, eles produziram oxigénio. Eventualmente, o oxigénio saturava os oceanos e entrava no ar, resultando em um aumento na concentração atmosférica de oxigénio, conhecida como a revolução do oxigénio há aproximadamente 2,3 mil milhões de anos. Portanto, organismos que poderiam usar oxigénio para respiração celular tinham uma vantagem. Há mais de 1,5 mil milhões de anos, células eucarióticas e organismos multicelulares também começaram a aparecer. Inicialmente, todas essas espécies estavam restritas aos oceanos da Terra.

Os primeiros organismos a viverem em terra foram procariotas fotossintéticos que habitavam ambientes húmidos perto das margens do oceano. Apesar da falta de água, ambientes terrestres ofereciam uma abundância de luz solar e dióxido de carbono para a fotossíntese. Há cerca de 500 milhões de anos, os ancestrais das plantas atuais foram capazes de colonizar ambientes mais secos, mas exigiram adaptações para evitar a desidratação. Elas desenvolveram métodos de reprodução que não dependiam da água e protegiam os seus embriões de secarem. Essas plantas primitivas desenvolveram, além disso, um sistema vascular que incluía raízes para adquirir água e nutrientes e um caule para obter luz solar e dióxido de carbono.

Plantas e fungos parecem ter colonizado a terra ao mesmo tempo. A sua coevolução em terra é o resultado da relação mutualmente benéfica entre muitas plantas e fungos, vista tanto em organismos atuais como em alguns dos primeiros fósseis vegetais; Os fungos auxiliam na absorção de nutrientes e água, beneficiando-se dos nutrientes fornecidos pela planta.

Os artrópodes foram a primeira espécie animal a colonizar a terra, há cerca de 450 milhões de anos. Os primeiros tetrápodes evoluíram mais tarde para viverem também em terra, encontrando uma abundância de alimentos nas espécies vegetais que colonizaram a terra. Os anfíbios dominaram a vida animal terrestre por 100 milhões de anos. Mais tarde, dinossauros e mamíferos se tornariam os animais terrestres mais abundantes.