“石炭纪”这个名字反映了石炭纪时期最著名的特征：数千万年来，大量的沼泽被烧成了今天巨大的煤炭和天然气储量。然而，石炭纪时期（3.59亿至2.99亿年前）也因新陆生脊椎动物的出现而引人注目，包括最早的两栖动物和蜥蜴。石炭纪是古生代（5.41-2.52亿年前）的第二个至最后一个时期，之前是寒武纪、奥陶纪、志留纪和泥盆纪，之后是二叠纪。

气候和地理

石炭纪时期的全球气候与其地理密切相关。在上一个泥盆纪期间，欧美北部超大陆与冈瓦纳南部超大陆合并，形成了巨大的超大陆盘古大陆，在随后的石炭纪期间占据了南半球的大部分地区。这对空气和水的循环模式产生了显著的影响，导致南部盘古大陆的大部分地区被冰川覆盖，全球总体降温趋势（然而，这对覆盖盘古大陆温带地区的煤炭沼泽没有太大影响）。氧气在地球大气中所占比例比现在高得多，推动了包括狗大小昆虫在内的陆生大型动物群的生长。

石炭纪时期的陆地生物

两栖动物。我们对石炭纪时期生命的理解因“罗默缺口”而变得复杂，这是一段1500万年的时间（从3.6亿年到3.45亿年前），几乎没有发现任何脊椎动物化石。然而，我们所知道的是，在这一缺口结束时，晚泥盆世时期最早的四足动物，他们自己最近才从叶鳍鱼类进化而来，已经失去了内部鳃，正朝着成为真正的两栖动物的方向前进。到了晚石炭世，两栖动物以两栖动物和白蛉等重要属为代表，它们（与现代两栖动物一样）需要在水中产卵并保持皮肤湿润，因此不能在干燥的土地上冒险太远。

爬行动物。爬行动物与两栖动物最重要的区别在于它们的生殖系统：爬行动物带壳的卵能够更好地抵御干燥的环境，因此不需要在水中或潮湿的地面上产卵。爬行动物的进化是由晚石炭世日益寒冷干燥的气候推动的。迄今发现的最早的爬行动物之一，Hylonomus，大约出现在3.15亿年前，而巨型蛇形纲动物（大约10英尺长）仅仅出现在几百万年后。到石炭纪末，爬行动物已经向盘古大陆内部迁移。这些早期的先驱者继续繁殖了随后的二叠纪时期的古龙、佩利科龙和兽脚龙。（近一亿年后，正是古龙孕育了第一批恐龙。）

无脊椎动物。如上所述，在晚石炭世时期，地球大气中的氧气含量异常高，达到惊人的35%。这种过剩对陆地无脊椎动物尤其有利，例如昆虫，它们通过外骨骼的空气扩散而不是借助肺或鳃呼吸。石炭纪是巨型蜻蜓的全盛时期，其翼展高达2.5英尺，以及巨型千足虫节肢动物的全盛时期，其长度接近10英尺。

石炭纪时期的海洋生物

随着泥盆纪末期独特的盾形目动物（装甲鱼）的灭绝，石炭纪的海洋生物并不特别出名，除了一些叶鳍鱼属与最早入侵旱地的四足动物和两栖动物密切相关外。法尔卡图斯是剑眼鲨的近亲，可能是最有名的石炭纪鲨鱼，还有更大的伊德斯图鲨，主要是因为它的牙齿。与之前的地质时期一样，石炭纪海洋中大量存在珊瑚、海百合和节肢动物等小型无脊椎动物。

石炭纪时期的植物生活

晚石炭世时期的干燥寒冷条件对植物并不特别适宜，但这仍然不能阻止这些耐寒生物在干旱土地上的每一个可用生态系统中定居。石炭纪见证了第一批有种子的植物，以及像100英尺高的鳞茎苔藓和稍小的硅藻属这样的奇异属。石炭纪时期最重要的植物是居住在赤道附近的大型富碳“煤沼泽”地带的植物，这些植物后来被数百万年的热压压缩，形成了我们今天用来作为燃料的巨大煤田。