В течении всей палеозойской эры происходило неоднократное затопление низменных частей континентов с образованием обширных мелководных морей. Так, мелководное море в начале палеозоя существовало в пределах Сибирской платформы. В ордовике подобные моря распространились на остальные северные платформы в результате крупнейшей трансгрессии моря. Южные платформы, объединённые к тому времени в единый континент Гондвану трансгрессией охвачены почти не были: лишь северо-восточная часть Австралии и район реки Амазонки были затоплены.
С мелководными морями ордовика, а точнее с осадочными лагунными отложениями в их пределах, связано накопление горючих сланцев, нефти и газа.
Климат раннего палеозоя был достаточно однообразным: большую часть поверхности суши занимали области с аридным климатом. Лишь вблизи экватора существовали участки с тропическим влажным климатом.
Начиная с силурийского периода палеозойской эры климат становится более прохладным. В среднем девоне области с тропическим влажным климатом занимают практически все участки вблизи экватора и на побережьях тропических морей.
В позднем палеозое климат стал более суровым: карбон и пермь — время масштабного оледенения в южном полушарии, длительностью почти 100 млн. лет. Похолоданию способствовало сосредоточение большей части южных континентов в единый суперконтинент Гондвану, который высоко вздымался над окружающими его морями, удалённость внутриматериковых районов от морского побережья и изменение океанических течений.
Началось карбон-пермское оледенение на западе Южной Америки, откуда льды распространились на пограничные районы Антарктиды, Африки, Индии и южной Австралии. На территории Африки следы воздействия мощного ледникового покрова в виде тиллитов обнаружены на территории Замбии, Зимбабве, Восточного Конго, Танзании.
Центр африканского оледенения был в районе реки Замбези, откуда лёд распространялся на Мадагаскар, Южную Африку и часть Южной Америки, составлявшей с Африкой в тот момент единый континентальный массив. Толщина африканского ледникового щита могла достигать 5 км..
Максимум карбон-пермского оледенения приходится на самый конец каменноугольного периода — начало перми. В это время ледник пересекал южный тропик, занимая до 35% всей суши.
В северном полушарии в конце палеозойской эры климат был менее суровым. Здесь, на территории континента Лавразия, а затем Пангеи, существовали 2 климатические провинции: влажная тропическая и жаркая аридная. В перми, в связи с продолжительной регрессией моря, начавшейся ещё в девоне, и охватившей все северные континенты, за исключением участков, примыкающих к геосинклинальным поясам, господствовать начинает аридный климат. Это время — один из самых жарких и сухих периодов всего палеозоя: большую часть внутренних областей обоих полушарий занимали обширные тропические пустыни с жарким и сухим климатом в течении всего года. В умеренных широтах северного полушария климат был более прохладным, с большим количеством осадков. Нашлось место на просторах Пангеи и нивальному климату: на северо-востоке России в районе Охотского моря: здесь обнаружены характерные ледниково-морские отложения. Существование нивального климата в этом районе объяснить очень просто: расположение части суперконтинента Пангеи в высоких палеоширотах и общая сухость климата.
Мезозойская эра
Мезозойская эра — самый тёплый период в фанерозойской истории Земли. Он практически полностью совпал с периодом глобального потепления, которое началось в триасовом периоде и закончилось уже в кайнозойской эре малым ледниковым периодом, который длится по сей день. В течение 180 млн лет даже в приполярных областях не было устойчивого ледяного покрова[2]. Климат был большей частью тёплым и ровным, без существенных температурных градиентов[3], хотя в северном полушарии и существовала климатическая зональность. Большое количество парниковых газов в атмосфере способствовало равномерному распределению тепла. Экваториальные области характеризовались тропическим климатом (область Тетис—Панталасса) с среднегодовой температурой 25—30°С. До 45—50° с.ш. простиралась субтропическая область (Перитетис), далее пролегал умеренно-тёплый бореальный пояс, а приполярные области характеризовались умеренно-прохладным климатом[2].
В мезозое был тёплый климат, большей частью сухой в первой половине эры и влажный во второй. Небольшие похолодания в позднем юрском периоде и первой половине мелового, сильное потепление в середине мелового (т. н. меловой температурный максимум), примерно в это же время появляется экваториальный климатический пояс.
Кайнозойская эра
Самым наглядным проявлением новой эпохи является полное вымирание крупных рептилий нескольких отрядов около 60 млн. лет тому назад. Вместе с ними исчезли господствующие отряды головоногих моллюсков – аммониты и белемниты и ещё ряд животных и растительных таксонов.
В кайнозойскую эру произошло общее поднятие поверхности Земли. Изменился климат. Многочисленные оледенения земных покровов наступающих с севера изменили облик материков Северного полушария. Благодаря таким изменениям были сформированы холмистые равнины.
Нижнетретичный период. Мягкий климат. Разделение на 3 климатические зоны. Формирование континентов.
Верхнетретичный период. Сухой климат. Возникновение степей, саванн.
Четвертичный период. Многократное оледенение северного полушария. Похолодание климата.