प्रकाश संश्लेषण से ऑक्सीजन एकत्रित हुई, जिसके परिणामस्वरूप एक ओज़ोन परत का निर्माण हुआ, जिसने सूर्य के अधिकांश पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित कर लिया, जिसका अर्थ यह था कि जो एककोशीय जीव भूमि तक पहुंच चुके थे, उनके मरने की संभावना कम हो गई थी और प्रोकेरियोट जीवों ने गुणात्मक रूप से बढ़ना प्रारंभ कर दिया तथा वे जल के बाहर अस्तित्व के लिये बेहतर ढंग से अनुकूलित हो गए। संभवतः प्रोकेरियोट जीवों ने यूकेरियोट जीवों की उत्पत्ति से भी पहले 2.6 Ga में ही धरती पर अपने उपनिवेश बना लिये थे। लंबे समय तक, भूमि बहुकोशीय जीवों से वंचित रही। सुपरकॉन्टिनेन्ट पैनोशिया 600 Ma के लगभग निर्मित हुआ और उसके 50 मिलियन वर्षों बाद ही यह विघटित हो गया। मछली, शुरुआती कशेरुकी, 530 Ma के लगभग महासागर में अवतरित हुई। एक प्रमुख विलोपन-घटना कैम्ब्रियन काल, जो 488 Ma में समाप्त हुआ, के अंत से पहले हुई थी।

कई सौ मिलियन वर्ष पूर्व, वनस्पति (जो संभवतः शैवाल जैसे थे) एवं कवक जल के किनारों पर और फिर उससे बाहर उगने शुरु हुए. भूमि-कवक के प्राचीनतम जीवाष्म 480–460 Ma के हैं, हालांकि आण्विक प्रमाण यह संकेत देते हैं कि भूमि पर कवकों के उपनिवेश लगभग 1000 Ma में तथा वनस्पतियों के उपनिवेश 700 Ma में बनना शुरु हुए होंगे। प्रारंभ में वे जल के किनारों के पास बने रहे, लेकिन उत्परिवर्तन और विविधता के परिणामस्वरूप नये वातावरण में भी कालोनियों का निर्माण हुआ। पहले पशु द्वारा महासागर से निकलने का सही समय ज्ञात नहीं है: धरती पर प्राचीनतम स्पष्ट प्रमाण लगभग 450 Ma में संधिपाद प्राणियों के हैं, जो शायद भूमि पर स्थित वनस्पतियों के द्वारा प्रदत्त विशाल खाद्य-स्रोतों के कारण बेहतर ढंग से अनुकूलित बन गये और विकसित हुए. इस बात के कुछ अपुष्ट प्रमाण भी हैं कि संधिपाद प्राणी पृथ्वी पर 530 Ma में अवतरित हुए.

ऑर्डोविशियन काल के अंत, 440 Ma, में शायद उसी समय आये हिम-युग के कारण और भी विलोपन-घटनाएं हुईं. 380 से 375 Ma के लगभग, पहले चतुष्पाद प्राणी का विकास मछली से हुआ। ऐसा माना जाता है कि शायद मछली के पंख पैरों के रूप में विकसित हुए, जिससे पहले चतुष्पाद प्राणियों को सांस लेने के लिये अपने सिर पानी से बाहर निकालने का मौका मिला। इससे उन्हें कम ऑक्सीजन वाले जल में रहने या कम गहरे जल में छोटे शिकार करने की अनुमति मिलती. बाद में शायद उन्होंने संक्षिप्त अवधियों के लिये जमीन पर जाने का साहस किया होगा। अंततः, उनमें से कुछ भूमि पर जीवन के प्रति इतनी अच्छी तरह अनुकूलित हो गए कि उन्होंने अपना वयस्क जीवन भूमि पर बिताया, हालांकि वे अपने जल में ही अपने अण्डों से बाहर निकला करते थे और अण्डे देने के लिये पुनः वहीं जाया करते थे। यह उभयचरों की उत्पत्ति थी। लगभग 365 Ma में, शायद वैश्विक शीतलन के कारण, एक और विलोपन-काल आया। वनस्पतियों से बीज निकले, जिन्होंने इस समय तक (लगभग 360 Ma तक) भूमि पर अपने विस्तार की गति नाटकीय रूप से बढ़ा दी। 

लगभग 20 मिलियन वर्षों बाद (340 Ma), उल्वीय अण्डों की उत्पत्ति हुई, जो कि भूमि पर भी दिये जा सकते थे, जिससे चतुष्पाद भ्रूणों को अस्तित्व का लाभ प्राप्त हुआ। इसका परिणाम उभयचरों से उल्वों के विचलन के रूप में मिला। अगले 30 मिलियन वर्षों में (310 Ma) सॉरोप्सिडों (पक्षियों व सरीसृपों सहित) से साइनैप्सिडों (स्तनधारियों सहित) का विचलन देखा गया। जीवों के अन्य समूहों का विकास जारी रहा और श्रेणियां-मछलियों, कीटों, जीवाणुओं आदि में-विस्तारित होती रहीं, लेकिन इनके बहुत कम विवरण ज्ञात हैं। सबसे हाल में पैन्जाइया नामक जिस सुपरकॉन्टिनेन्ट की परिकल्पना दी गई है, उसका निर्माण 300 Ma में हुआ।

भूमि का औपनिवेशीकरण
जीवन की उत्पत्ति
विशाल संघात अवधारणा (The giant impact hypothesis)
हेडियन और आर्कियन (Hadean and Archaean)