Los primeros intentos de vida que colonizaron la tierra fueron las esteras microbianas, grandes colonias planas de microbios fotosintéticos, cuyos restos fosilizados datan de hace 2.6 millones y 2.7 millones de años. Durante miles de millones de años, los microbios fueron las únicas formas de vida que colonizaron la tierra (y la única vida en general). Estos microbios vivían principalmente en las costas de los océanos y arroyos, y parecerían nada más que un limo verde. Se necesitarían muchos más millones de años para que la vida colonizara la tierra en serio.
Las primeras huellas posibles en tierra datan de hace 530 millones de años, durante el período Cámbrico. Estos rastros fósiles, conocidos como Protichnites y Climactichnites, aparecen como una serie de débiles protuberancias y largas ranuras que se asemejan a las huellas de una motocicleta, respectivamente. Se cree que ambas huellas fueron creadas por los primeros artrópodos, y algunas de ellas son bastante grandes para la época, hasta de 10 cm (4 pulgadas) de ancho. Estas huellas pueden haber sido dejadas por escorpiones marinos que viajaban de un charco de marea a otro.
Los primeros fósiles terrestres generalizados no surgieron hasta hace unos 425 millones de años, durante el período Silúrico. La primera vida que colonizó la tierra fueron los musgos y los líquenes. Estos fueron seguidos por plantas vasculares simples, como Cooksonia (en su mayoría del hemisferio norte) y Baragwanathia (de Australia), que fueron seguidas rápidamente por hongos terrestres, que dejaron fósiles fragmentarios. Estas plantas comenzaron siendo muy bajas, de solo un par de pulgadas de alto, pero dejaron grandes «bosques» de fósiles. Aún no tenían tallos u hojas diferenciados.
Cuando la tierra comenzó a acumular una buena capa de suelo, pudieron crecer más plantas, lo que provocó un ciclo de retroalimentación positiva de la colonización de la tierra. Al final del período Silúrico, había surgido un ecosistema terrestre simple, que incluía herbívoros milpiés, carnívoros ciempiés y arácnidos, detritívoros de gusanos y descomponedores de hongos. Es probable que también estuvieran presentes nematodos, pero no han dejado fósiles. La vida tardó varias decenas de millones de años en colonizar aún más la tierra.