基层羊膜动物是羊膜动物进化树的干系成员。 羊膜动物是一种陆生四足动物（四条腿的动物），其繁殖方式是由几层胚胎保护的精密卵，包括一个硬壳，防止它们干燥，并允许它们在水以外的地方产卵。 羊膜动物是最早离开潮湿、沼泽地区并开始殖民大陆内部的动物，距今已有3.4亿年。

仅仅几百万年后，基干羊膜动物就分化成了synapsids（哺乳动物的原始亲属）和sauropsids（爬行动物）。 这两类动物的区别在于它们头骨上的缝隙数量--synapsids的每个眼孔后面有一个缝隙，而sauropsids有两个。 Anapsids（乌龟、陆龟和陆龟）没有，引发了关于这一群体是否由sauropsids后代或它们的共同祖先是否属于基干羊膜动物的辩论。

Basal amniotes evolved from reptiliomorphs, amphibians living approximately 340 million years ago which resembled reptiles. Although called "reptiliomorphs," this group is the common ancestor of both mammals and reptiles. One of the first known basal amniotes is Casineria, a small (15 cm, 6 in) animal which superficially resembled a tiny lizard, discovered in 1992 but only described in 1999. It was found that Casineria is one of the oldest known animals to live in a relatively dry environment, making it among the first amniotes. Casineria is one of few tetrapod fossils found at the end of Romner's gap, an absence of fossils with an age between roughly 360 and 340 million years. When the significance of Casineria was realized, it pushed back the known origin of amniotes several million years.

Casineria是唯一可以追溯到synapsid/sauropsid分裂之前的四足动物化石之一。 为了在那里生存，Casineria必须有复杂的卵，能够在内部循环自己的废物，这是两栖动物的卵做不到的。 有一些青蛙可以直接在非常潮湿的森林地面上产卵，但这只可能在狭窄的热带环境中发生，并不表明是真正的羊膜动物。 真正的羊膜动物缺乏幼虫阶段。

尽管出现了羊膜动物，爬行动物（两栖动物，只是看起来像爬行动物），与真正的爬行动物一起繁荣了数百万年。 其中一些，如Discosauriscus，有一个奇怪和令人毛骨悚然的外观，不同于今天的任何生物。