（1）早古生代
早古生代包括寒武纪、奥陶纪、志留纪，距今约6亿年至4亿年，延续约2亿年。
从早寒武世开始，世界各地开始了广泛的海侵，至奥陶纪时海侵规模最大，全球除北半球的东欧地台及南半球的冈瓦纳古陆外，其余地区几乎为海水淹没，形成了广阔浅海及碳酸盐沉积。
奥陶纪以后，各地广泛发生海退，尤其至晚志留世末，由于各板块之间的移动靠拢碰撞，发生了一次世界性的强烈的构造运动（称加里东运动），使部分海槽挤压褶皱上升成山脉，如加里东海槽、蒙古海槽、我国的祁连海槽和华南海槽等，从而使全球陆地面积扩大。由于西北欧和北美东北部加里东褶皱带的形成，使北美古陆与欧洲古陆相连，导致了古大西洋的关闭。
（2）晚古生代
包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪，距今约4亿年至2.5亿年，延续约1.5亿年。
进入晚古生代时，全球存在四个巨型稳定的古陆：欧美古陆、西伯利亚古陆、中国古陆和冈瓦纳古陆。
从泥盆纪晚期开始，这些古陆的内陆或边缘，又遭受不同程度的海侵，形成一些陆表或陆缘浅海。
晚古生代后期，全球范围发生强烈的地壳运动（称海西运动），使海槽两侧的大陆板块发生对接碰撞，许多海槽先后关闭，阿帕拉契亚海槽、海西海槽、中亚海槽、蒙古海槽等全部褶皱隆起形成褶皱带，导致欧美古陆、西伯利亚古陆、中国古陆焊接一起，到石炭纪时，形成一个巨大的北方古陆（又称劳亚古陆），与南半球的冈瓦纳古陆遥对应。由于这两大古陆西部十分靠近并联结一起，故构成了一个统一的联合古陆（泛大陆），从而使全球陆地面积空前扩大（图3.98）。
在石炭、二叠纪时期，北方大陆由于处在较低纬度，且海陆变迁较频繁，古陆上形成许多近海沼泽平原和内陆盆地，气候湿暖，林木茂盛，为煤的形成提供了物质基础，很多地方都形成了重要煤田，是全球第一个且最为重要的造煤时期。当北方大陆森林密布、沼泽丛生时，南方的冈瓦纳大陆却是冰雪晶莹，出现了地史上第二次大冰期——石炭纪末至早二叠世冰期。根据二叠纪时联合古陆位置，这些冰盖中心是位于冈瓦纳古陆的高纬度及南极田地区（现在为南美东南部、非洲南部、印度南部、澳大利亚西部、南极洲）。