초기 지구의 환경 변화는 유기체의 진화를 주도했습니다. 해양의 원핵생물(prokaryote)이 광합성을 시작하면서 산소를 생산했습니다. 산소는 대양을 포화상태로 만들었고 대기로 들어가 약 23억 년 전, 산소 혁명으로 알려진 대기 산소 농도의 증가를 초래했습니다. 이에 따라 세포 호흡에 산소를 사용할 수 있는 유기체가 이점을 가지게 됐습니다. 15억여 년 전, 진핵세포(eukaryotic cell)와 다세포(multicellular) 유기체 또한 나타나기 시작했습니다. 처음에, 이 모든 종은 지구의 바다에만 있었습니다.
육지에 살았던 최초의 유기체는 해양 근처의 습윤한 환경에 서식하는 광합성 원핵생물이었습니다. 물이 부족함에도 불구하고, 육지 환경은 광합성을 위한 풍부한 햇빛과 이산화탄소를 제공했습니다. 약 5억 년 전, 오늘날 식물의 조상은 건조한 환경에 군체를 형성했지만 (colonization), 이는 탈수 현상을 막기 위한 적응(adaptation)이 필요했습니다. 이 초기 식물은 물에 의존하지 않는 번식 방법을 발달시켰고 따라서 배아가 마르는 것을 막았습니다. 또한, 초기 식물들은 물과 영양분을 얻기 위한 뿌리와 햇빛과 이산화탄소를 얻기 위한 싹을 가진 유관속계(vascular system)을 더욱 진화시켰습니다.
식물과 곰팡이는 동시에 육지에 군체를 형성했던 걸로 보입니다. 육지에서의 이들의 공진화(co-evolution)는 많은 식물과 곰팡이 사이의 상호 유익한 관계의 결과이며, 이는 현대 유기체와 초기 식물 화석 중 일부에서 볼 수 있습니다. 예: 곰팡이는 식물이 제공하는 영양소의 혜택을 받고, 식물의 영양소와 물 흡수를 돕습니다.
절지동물(arthropod)은 약 4억 5천만 년 전에 육지에 군체를 형성한 최초의 동물 종이었습니다. 이후 최초의 네발동물(tetrapod)도 육지에 살기 위해 진화했고, 육지에 이미 군체를 형성했던 식물 종에서 풍부한 먹이를 발견했습니다. 양서류(amphibian)는 1억 년 동안 육지 동물 생태를 지배했습니다. 그 후 공룡과 포유류가 가장 풍부한 육지 동물이 되었습니다.
