石炭纪是植物世界大繁盛的代表时期。石炭纪开始于距今3.5亿年，延续了约6500万年。由于这一时期形成的地层中含有丰富的煤炭，因而得名“石炭纪”。据统计，属于这一时期的 煤炭储量 约占全世界总储量的50%以上。

石炭纪 陆生生物 飞跃发展，海生 无脊椎动物 也有所更新。

与 泥盆纪 相比， 蜓类 是石炭纪海生无脊椎动物中最重要的类群，而 腕足动物 尽管在类群上减少，但数量多，依旧占相当重要地位， 头足类 则以 菊石 迅速发展为主。

在 石炭纪 晚期， 脊椎动物 演化史出现一次飞跃，从此摆脱了对水的依赖，以适应更加广阔的生态领域，以北美 宾夕法尼亚 早期地层中的 林蜥 为代表。生活在陆上的昆虫，如 蟑螂 类和 蜻蜓 类，是石炭纪突然崛起的一类 陆生动物 ，它们的出现与当时茂盛森林密切相关，其中有些蜻蜓个体巨大，两翅张开大者可达70cm。

石炭纪 的海生 无脊椎动物 与 泥盆纪 比较起来，有了显著的变化。浅海底栖动物中仍以珊瑚、 腕足类 为主。早石炭世晚期的浮游和游泳的动物中，出现了新兴的筳类， 菊石 类仍然繁盛， 三叶虫 到石炭纪已经大部分绝灭，只剩下几个属种。

最早发现于泥盆纪的昆虫类，在石炭纪得到进一步的繁盛，已知石炭、 二叠纪 的昆虫就达1300种以上。 陆生脊椎动物 进一步繁盛， 两栖动物 占到了统治地位。早石炭世一开始，两栖动物蓬勃发展，主要出现了 坚头类 （也称 迷齿类 ），同时繁盛的还有 壳椎类 。

石炭纪的气候温暖湿润，有利于植物的生长。随着陆地面积的扩大， 陆生植物 从滨海地带向大陆内部延伸，并得到空前发展，形成大规模的森林和沼泽，给煤炭的形成提供了有利条件，所以，石炭纪成为地史时期最重要的成煤期之一。此外，石炭纪也是 地壳运动 频繁的时期，许多地区这时褶皱上升，形成 山系 和陆地，地形高差起伏，使地球上产生明显的气候分异。按照地理环境的不同，科学家们根据石炭纪的植物分布特点划分出各具特色的 植物地理区 ，每一植物地理区都有自己的特色 植物群 （flora）和一定的生态特征。

在石炭纪的森林中，既有高大的乔木，也有茂密的灌木。乔木中的木贼根深叶茂，木贼的茎可以长到20~40厘米粗，它们喜爱潮湿，广泛分布在河流沿岸和湖泊沼泽地带。石松是另一类乔木，它们挺拔雄伟，成片分布，最高的石松可达40米。石炭纪时，早期的 裸子植物 （如 苏铁 、松柏、银杏等）非常引人注目，但 蕨类植物 的数量最为丰富。蕨类植物是灌木林中的旺族，它们虽然低矮，但大量占据了森林的下层空间，紧簇拥挤，蒸蒸日上。可以这样说，今天地球上之所以蕴藏有如此丰富的 煤炭资源 ，与石炭纪的 植物界 的繁盛密切相关。中国是煤炭资源大国，外国科学家们曾经指出，石炭纪森林的广袤和茂密可以从中国所产煤层的厚度上看出来，有的 煤层厚度 竟然超过120米，这相当于2440米的原始植物质的厚度。

植物是怎样变成煤炭的呢？由于石炭纪的植物种类繁多，生长迅速，它们死后即便有一部分很快腐烂，但仍有许多枝干倒伏后避免了 风化作用 和细菌、微生物的破坏。石炭纪森林的不少林地是被水浸泡着的沼泽地，死亡后的植物枝干很快会下沉到稀泥中，那里实际上是一种封闭的 还原环境 ，在这种环境中植物枝干避免了外界的破坏，并在 压实作用 和其它作用下缓慢地演变成泥炭。年复一年，由植物形成的泥炭在地层中得到保存，并又经历了 成煤作用 后成为初级的煤炭-褐煤。褐煤是一种劣质煤， 褐煤 再经过长时间的压实后，才能形成真正意义上的煤—— 烟煤 。褐煤转化成烟煤要付出巨大的“代价”，据地质学家们推算，0.3米厚的烟煤是由6米厚的象褐煤这样的植物质压缩而成的。

石炭纪森林分布在地球陆地的许多地方，在中国北方的 华北平原 ，就曾保存着石炭纪的广袤森林，山西的 煤层 应该是最好的证据。在石炭纪时，山西大地历经海水的数次入侵，海陆频频交替。每当海水退却， 陆地植物 便在温暖潮湿的环境下迅速繁盛，一期又一期的森林就这样生成了。成煤的泥炭 沼泽 植物林中，主要以石松类、 科达类 、种子蕨类、真蕨类等为主，当我们今天开发山西的煤炭资源时，有谁能够知道并辨认出那些形形色色的史前植物呢？