Po abiejų Prekambrijos laikas ir Paleozojaus era Geologinio laiko skalėje atėjo mezozojaus epocha. Mezozojaus epocha kartais vadinama "dinozaurų amžius" nes dinozaurai buvo didžiąją eros dalį gyvūnai.
Permės išnykimas
Po to, kai Permos nykimas sunaikino daugiau kaip 95% vandenyne gyvenančių rūšių ir 70% sausumos rūšių, naujoji mezozojaus era prasidėjo maždaug prieš 250 milijonų metų. Pirmasis eros laikotarpis buvo vadinamas triaso periodu. Pirmieji dideli pokyčiai buvo pastebėti žemėje vyravusių augalų tipuose. Dauguma augalų, išgyvenusių Permės išnykimą, buvo augalų, kuriuose buvo uždarytos sėklos, pvz gimnastikosperms.
Paleozojaus era
Pasibaigus paleozojaus eros laikotarpiui didžioji dalis vandenynų gyvybių išnyko, atsirado daug naujų rūšių. Atsirado naujų rūšių koralų, kartu su vandeniu gyvenančių roplių. Po masinio išnykimo liko labai nedaug žuvų rūšių, tačiau tos, kurios išgyveno, suklestėjo. Ankstyvosios triaso laikotarpiu sausumoje vyravo varliagyviai ir maži ropliai kaip vėžliai. Laikotarpio pabaigoje ėmė rastis maži dinozaurai.
Juros periodas
Pasibaigus triaso periodui, prasidėjo Juros periodas. Didžioji jūrinio gyvenimo dalis Juros periode išliko tokia pati, kokia buvo triaso periode. Atsirado dar keletas žuvų rūšių, o laikotarpio pabaigoje atsirado krokodilai. Daugiausia įvairovės buvo planktono rūšyse.
Sausumos gyvūnai
Sausumos gyvūnai Juros periodo metu buvo įvairesni. Dinozaurai tapo daug didesni ir žolėdžių dinozaurai valdė Žemę. Juros periodo pabaigoje paukščiai išsirutuliojo iš dinozaurų.
Klimatas Juros periodo metu pasikeitė į labiau tropinius orus, daug lietaus ir drėgmės. Tai leido sausumos augalams patirti didelę evoliuciją. Tiesą sakant, džiunglės daugelį žemės uždengė spygliuočiai aukštesniuose aukščiuose.
Mezozojaus era
Paskutinis laikotarpis mezozojaus eroje buvo vadinamas kreidos periodu. Kreidos periodu žemėje išaugo žydintys augalai. Jiems padėjo naujai suformuotos bičių rūšys ir šiltas bei atogrąžų klimatas. Spygliuočių dar buvo gausu ir per visą kreidos periodą.
Kreidos periodas
Kreidos periodo metu jūrų gyvūnams, rykliai ir spinduliai tapo įprasti. Perų išnykimą išgyvenę dygiaodžiai, kaip ir jūrų žvaigždės, kreidos periodu taip pat gausėjo.
Sausumoje pirmieji maži žinduoliai pradėjo pasirodyti kreidos periodo metu. Marsupials išsivystė pirmiausia, o paskui kiti žinduoliai. Kūrė daugiau paukščių, o ropliai tapo didesni. Dinozaurai vis dar dominavo, ir mėsėdžiai labiau paplito dinozaurai.
Kitas masinis išnykimas
Kreidos periodo pabaigoje ir mezozojaus epochoje pasibaigė dar vienas masinis išnykimas. Šis išnykimas paprastai vadinamas K-T išnykimu. „K“ yra kilęs iš kreidos vokiškos santrumpos, o „T“ - iš kito laikotarpio geologinėje laiko skalėje - trečiojo laikotarpio cenozoikos epochoje. Šis išnykimas išėmė visus dinozaurus, išskyrus paukščius, ir daugelį kitų gyvybės formų Žemėje.
Yra įvairių idėjų, kodėl įvyko šis masinis išnykimas. Dauguma mokslininkų sutinka, kad šį išnykimą sukėlė kažkoks katastrofiškas įvykis. Įvairios hipotezės yra masiniai ugnikalnių išsiveržimai, kurie išstūmė dulkes į orą ir sukėlė mažiau saulės spindulių Žemės paviršius sukelia fotosintetinius organizmus, tokius kaip augalai ir nuo jų priklausomus gyvūnus, mirti lėtai. Kai kurie kiti mano, kad meteoras užklupo dulkes ir užstojo saulės šviesą. Augalai ir gyvūnai, kurie valgė augalus, žuvo, dėl to žuvo ir patys plėšrūnai, pavyzdžiui, mėsėdžių dinozaurai.