动物进化是一个漫长的过程，50亿年前地球诞生了，约455亿～345亿年前最早的生命在原始海洋中诞生了。
自从生命诞生以后，生物发展经历了太古代、元古代、古生代、中生代、新生代，而动物则经历了古生代、中生代、新生代和现代几个过程。
1.奥陶纪
地质年代古生代的第二个纪。自从寒武纪动物诞生以来，动物种类进一步增多。约开始于5亿年前，结束于4.4亿年前。当时气候温暖，全世界几乎都被浅海海水淹没。生物种类极多，有海生藻类和多种海生动物。其中有三叶虫、笔石、腕足类动物中的海豆芽，软体动物中的鹦鹉螺类、腹足类、瓣鳃类等。棘皮动物有海林擒。此外，还有海生节肢动物中的大型板足鲎和低等鱼类等。
奥陶纪藻类变化不大，三叶虫数量仍居首位。此时其他无脊椎动物数量和种类都超过了寒武纪。最常见的有珊瑚、腕足类、腹足类、海百合和鹦鹉螺等。它们将海底世界装扮得五彩缤纷。
2.志留纪
生命在海洋中出现，在海洋中发展壮大。在4亿多年前的志留纪，水域中的生物千姿百态，热闹非凡，植物已发展到大海藻，动物发展到低等的脊椎动物鱼类。而陆地上的生命却十分罕见，几乎到处是童山秃岭，一片荒凉。末期，由于地壳剧烈运动，地球表面普遍出现了海退现象，不少水域变成了陆地，有的海底崛起了高山。沧海巨变，对水中的生物产生了巨大的影响。
圆口类很像鱼，但缺乏成对的胸、腹鳍，特别是嘴巴上没有上下颌，所以又叫“无颌类”。古代的无颌类，都是些体外披着硬骨片的“甲胄鱼”。古代的无颌类，从奥陶纪出现以后，在志留纪很繁盛。但因为仅能以流入中内的水中夹杂的食物为食，所以在生存斗争中，它们敌不过新兴的有颌鱼类而日趋衰落了。
这个时期的典型动物是半环鱼，它虽称为鱼，其实只不过是一种原始的水生鱼形脊椎动物。这种无颌鱼类栖息在古大陆的河流和湖泊中，用吸盘状的口吸食细小食物。头部包裹着一块结实的硬壳，身体也有骨板保护，如同浑身都披有甲胄。尾部有鳍，但上叶小下叶大，呈歪尾。
3.泥盆纪
出现了最早的陆地植物，主要是裸蕨类。裸蕨和蕨类植物，经过“前赴后继”，终于成了陆地生活的真正“居民”。
在泥盆纪中晚期，陆地面积继续扩大，某些地区的气候进一步干旱，有些汪洋大海、巨川大河变成河湖池沼了，有的甚至干涸见底。那时上陆不久的植物又大都长在水边，残枝败叶落入水中，腐烂发臭，大量地消耗着水中的氧气。面对恶劣环境，一些总鳍鱼弃水登陆。水陆变迁，对于总鳍鱼上陆演变成为两栖类还只是外部的原因。事实上，在干涸或被腐烂的植物污染的河湖池沼中，那些一贯凭借着鳃和鳍在水中生活的鱼类，不是搁浅，就是缺氧，以至于死亡了。而总鳍鱼早在水中生活的时候，不仅有在水中呼吸的鳃，而且还有能在空气中呼吸的鳔（肺）；不仅有帮助游泳的胸、腹鳍，而且这种鳍里的骨胳已有了陆生动物四肢的雏形。因此，在水陆变迁的新条件下，总鳍鱼就在登陆的反复斗争中，逐渐建立了适应于陆上生活的形态结构，鳃呼吸变成了肺呼吸，胸、腹鳍变成了四肢，两栖动物这时候出现了。
4.石炭纪
从3.5亿年前的石炭纪起，刚刚从总鳍鱼类分化出来的两栖动物空前繁盛起来，那时，陆地的地势又一度低平，地面上出现了许多沼泽、河湖，气候湿润。石松类、楔叶类、真蕨类等植物遍布各地，生长茂盛；昆虫繁多。这是很适宜两栖动物繁殖生长的自然环境。但到2亿多年前的二迭纪末期，两栖类动物开始衰落了，完全适应于陆地生活的爬行动物兴起。遗留到现代的两栖动物只有蝾螈、蛙等少数种类。最早的爬行动物出现于2亿多年前的石炭纪。
5.二叠纪
二叠纪开始，地球上某些地区的地势升高，气候又逐渐干燥起来，在变化了的新环境里，由于爬行动物能在陆地上生蛋，孵化后的小动物又能直接在陆地上成长，所以很快兴盛起来了。在原始爬行动物开始兴盛的时候，不仅两栖动物繁衍着，而且一种叫“蜥螈”的动物也同时生活在地球上。蜥螈既像两栖动物又像爬行动物的事实，充分说明爬行动物是由古老的两栖动物演变而来的。
6.三叠纪
7.白垩纪
中生代（三叠纪—侏罗纪—白垩纪）：地球历史的中生代，被称为“裸子植物时代”。但是，在真正的陆生植物——裸子植物——兴盛的时候，真正的陆生脊椎动物——爬行动物——也发展起来了。因此，从动物的角度来看，中生代又可称为“爬行动物时代”。爬行动物到中生代成了当时最繁荣昌盛的脊椎动物，它们形态各异，各成系统，霸占一方，到处是“龙”的天下。向海洋发展的，如鱼龙；向天空发展的，如飞龙；向陆地发展的，如各式各样的恐龙。2亿多年前的三叠纪早期以后，有些陆生爬行动物又返回海洋，先后形成了各具特色的鱼龙、蛇颈龙等。爬行类由爬行到飞行的种类也不少。爬行到飞行是经过了漫长的岁月，是一代代有利于飞行的变异积累的结果。
8.新生代
这是地质年代的第五个代，也是最近的一个代。它约开始于6700万年前，延续至今。可划分为第三纪和第四纪两个纪。这个时期的生物已接近现代，脊椎动物的特征是哺乳动物的兴起和繁盛。植物以被子植物为主；植被带的分化日趋明显。气候逐渐变凉，特别是后期，冷暖波动大，局部地区已出现冰川。发生在这个时期的地壳运动称为“喜马拉雅运动”。
