Fosiller, kayaç tabakalarının yaşlandırılmasında ve dünyadaki yaşamın kronolojik olarak anlaşılmasında kritik bir rol oynamaktadır. Geçmişte yaşamış prehistorik canlıların farklı zaman dilimlerinde var olduğu bilinmektedir ve farklı kıtalarda bulunan benzer fosil buluntuları, dünyanın dört bir yanındaki kayaçların yaşlarının karşılaştırılmasına olanak tanır. Fosiller sayesinde sadece geçmişteki canlıları tanımakla kalmaz, aynı zamanda onların zaman içindeki evrimsel değişimlerini, ölüm öncesi ekolojik ilişkilerini ve ölüm sonrasında maruz kaldıkları tafonomik süreçleri de inceleyebiliriz. Dünyanın farklı yerlerinden toplanan fosillerin karşılaştırılması, dünya ve canlılık tarihi hakkında eşsiz ipuçları sunmaktadır. Jeolojik zaman çizelgesi, dünyanın jeolojik tabakalarının en eskiden en yeniye doğru, belirli kriterler dahilinde ve kronolojik bir sırayla dizilmesiyle oluşur. Yaklaşık 4,5 milyar yıl yaşındaki dünyanın katmanlarının zamana göre bu şekilde sınıflandırılması, gezegenimizin ve üzerindeki yaşamın evrimini anlamamızı sağlar. Proterozoik veya Prekambriyen zaman, dünyanın oluşumundan (yaklaşık 4,5 milyar yıl önce) I. Zamanın başlangıcına (570 milyon yıl öncesine) kadar süren devasa bir dönemi kapsar. Dünyanın ilk 4 milyar yıllık zaman dilimini oluşturan bu dönem, gezegenimizin bugünkü görünümünü almasından önceki evreleri barındırır. Bu döneme ait kayaçlar üzerinde yapılan araştırmalar, mikroskobik düzeydeki ilk tek hücreli yaşam formlarının 3,5 milyar yıl önce ortaya çıktığını göstermektedir. Ardından, 3,2 milyar yıl önce ilk tek hücreli bitkiler olan mavi-yeşil algler oksijen üretmeye başlamıştır. Yumuşak bedenli omurgasız çok hücreli hayvanlar, 1 milyar yıl öncesinden beri dünyada yaşamaktadır. Tamamen sularda yaşayan bu canlılar, dönemin sonlarına doğru mercan, sünger, denizanası ve halkalı solucan gibi çeşitli yaşam formlarını ortaya çıkarmıştır. Paleozoik Çağ; Kambriyen, Ordovisyen, Silüryen, Devoniyen, Karbonifer ve Permiyen olmak üzere altı alt devire ayrılır. Kambriyen Devir (600 milyon yıl önce) 'Kambriyen Patlaması' adı verilen büyük bir çeşitlenme ve sayıca artış ile başlar; üç loblu deniz böcekleri ve çeşitli kabuklu deniz hayvanları sularda baskın hale gelmiştir. Ordovisyen ve Silüryen devirlerde denizler sığ bir şekilde karaları basmış, ilk çeneli/çenesiz balıklar, dev deniz akrepleri gelişmiştir. Silüryen'in sonuna doğru ilk karasal bitkiler ortaya çıkmış, akrep ve kırkayak gibi eklem bacaklılar karaya ayak basmıştır. Devoniyen Devir ise 'Balıklar Devri' olarak bilinirken, ilk karasal ormanlar ve amfibiyanlar bu dönemde görülmüştür. Karbonifer Devir'de Pangea süreci tamamlanmış, ilk sürüngenler ve uçabilen böcekler ortaya çıkmıştır. Permiyen Devir'in sonunda ise tüm ailelerin %57'sinin yok olduğu büyük bir soy tükenmesi yaşanmış; bu duruma göktaşı düşmesi, volkanik faaliyetler veya okyanus tabanındaki metan gazının yol açtığı öne sürülmüştür. Mezozoik Çağ; Triyas, Jura ve Kretase olmak üzere üç alt devire ayrılır. Triyas Devir, dinozorlar başta olmak üzere sürüngenlerin büyük gelişme gösterdiği ve Pangea'nın parçalanmaya başladığı dönemdir. Sürüngenlerin dayanıklı yumurtaları bu dönemde karalarda ve denizlerde baskın olmalarını sağlamıştır. Jura Devri, Triyas sonundaki soy tükenmesinden sonra boşalan ekolojik nişlere dinozorların egemen olduğu ve dev boyutlara ulaştığı dönemdir. İklim ılık ve nemli hale gelmiş, palmiye benzeri ağaçlar, böcekler ve ilk kuşlar ortaya çıkmıştır. Kretase Devir, kıtaların parçalanıp günümüzdeki pozisyonlarına doğru hareket ettiği, çiçekli bitkilerin, arıların ve kelebeklerin yayıldığı devirdir. Devrin sonunda gerçekleşen ve canlı evrimini yeniden şekillendiren büyük soy tükenmesinde ailelerin %17'si yok olmuş, ekosistemin kendini onarması yaklaşık 10 milyon yıl sürmüştür. Senozoik Çağ; Paleosen, Eosen, Oligosen, Miyosen ve Pliyosen olmak üzere beş alt devire ayrılır. Paleosen Devir ile birlikte dinozorlardan boşalan alanlara memeliler ve kuşlar yayılmış, ilk toynaklı otçullar ve primatlar çeşitlenmeye başlamıştır. Eosen Devirde gerçek kemirgenler, lemurlar, balinalar ve denizinekleri görülmüş, iklim sıcak ve ılıman bir seyir izlemiştir. Oligosen'de ise iklim soğumuş, otlaklar tropikal bitkilerin yerini almış, atlar, develer ve ilk Anthropoidler (Aegyptopithecus) gelişmiştir. Miyosen Devir memelilerin türleşmesi açısından en zengin dönemdir; Antarktika buzullaşmış, Himalayalar yükselmiş ve insanın ataları Anthropoidlerden ayrılmaya başlamıştır. Pliyosen'de kıtalar günümüz konumunu almış, Homo cinsi ilk kez Afrika'da görülmüş ve ilk insanlar taş aletler yapıp kullanmıştır. Kuvaterner Çağ; Pleistosen ve Holosen olmak üzere iki alt devirden oluşur. Pleistosen Devir, kuzey yarımkürenin soğuduğu ve uzun buzul dönemlerinin yaşandığı bir dönemdir; tüylü mamutlar ve mağara aslanları bu dönemde yaşamıştır. Buzullaşmalar sırasında deniz seviyesinin alçalması canlıların kıtalar arası göçüne imkan tanımıştır. İnsanın ataları olan Homo erectus'lar bu dönemde Afrika'dan çıkarak diğer kıtalara yayılmış ve ateşi bilinçli olarak kullanmaya başlamıştır. Holosen Devirde buzul dönemleri sona ermiş, uzun sıcak bir faza girilmiştir. Son 10 bin yıldır Homo sapiens'ler kültürel gelişimleri, tarımın başlaması ve yerleşik hayata geçişleri sayesinde dünyaya egemen olmuş, köyler, kentler kurarak günümüz uygarlığını inşa etmiştir.