二叠纪是古生代的最后一个纪，也是重要的成煤期。二叠纪早期的植物界面貌与石炭纪晚期相似，仍以节蕨、石松、真蕨、种子蕨类为主。二叠纪晚期裸子植物中出现了银杏、苏铁、尼尔桑、松柏类，开始呈现中生带的面貌。
二叠纪被称为两栖动物时代。
无脊椎动物以筳类、珊瑚、腕足类、菊石、腹足类、双壳类为主；节肢动物的三叶虫只剩下少数代表。
二叠纪无孔亚纲爬行动物繁荣起来，其中的锯齿龙类也演化出较大的体型。龟鳖类是它们的后代。盘龙目是二叠纪早期的优势陆地动物。
二叠纪早期出现了兽孔目，兽孔目由盘龙目的楔齿龙科进化而来；二叠纪中、晚期演化出热量调节温血动物，取代盘龙目成为陆地上的优势动物，包括草食性、肉食性两个分支，体型从小如老鼠例：罗伯特兽，体型大的可以以公吨计算例：麝足兽。
兽孔目分为恐头兽亚目、异齿亚目和兽齿类。此外还有更早的巴莫鳄亚目。
恐头兽亚目是盘龙目楔齿龙科与更先进的兽孔目之间的过渡类型。恐头兽类体型较大，最大型的草食性与杂食性恐头兽类，重量可以达到2吨，大约4.5米长，而最大型的肉食性也有类似的体型，而最大型的头骨有