Según una investigación publicada en 2012, las primeras huellas en tierra fueron las huellas de euticarcinoides. Los euticarcinoides son artrópodos que vivieron hace aproximadamente 500 millones de años. Los científicos no estaban seguros del primer animal que pisó tierra y sospecharon anfibios o ciempiés durante algún tiempo. Sin embargo, investigaciones recientes muestran que en realidad fueron los euticarcinoides del período Cámbrico los que primero hicieron la transición del mar a la tierra. Fue el descubrimiento de fósiles que conservaban tanto euticarcinoides como protichnitas, es decir, huellas andantes, lo que permitió a los científicos establecer la conexión.
En realidad, la idea de que los artrópodos pudieron haber sido los primeros en caminar sobre la tierra surgió en 1852 por Sir Richard Owen. Basó la idea en fósiles de huellas en Quebec. Sin embargo, la idea no pudo probarse hasta que se pudieran encontrar los fósiles del animal responsable de las huellas. Por lo tanto, la teoría se demostró solo recientemente cuando se identificó la cola segmentada de un euticarcinoide en uno de los fósiles de huellas.
Aparte de los euticarcinoides, uno de los primeros animales terrestres verificados fue un miriápodo de un centímetro. Los ejemplos actuales de miriápodos incluyen milpiés y ciempiés. Este miriápodo, descubierto en 2003 en Escocia y llamado Pneumodesmus newmani, data de hace 428 millones de años. Los paleontólogos pueden decir que vivió en tierra porque su fósil muestra que poseía espiráculos; agujeros que los insectos, arañas, rayas y tiburones usan para respirar aire. Antes del descubrimiento de Newmani, la criatura que respira aire más antigua conocida era un organismo parecido a una araña de hace 410 millones de años.
Los primeros animales que caminan por la tierra a menudo se citan incorrectamente como formas de transición del Devónico llamadas «fishapods» porque son intermedios entre los peces y los verdaderos tetrápodos. Un ejemplo es el pez Tikaalik, que vivió hace aproximadamente 375 millones de años, durante el período Devónico. Es notable que tales organismos se mencionen con tanta frecuencia como los primeros animales terrestres cuando los animales terrestres de más de 50 millones de años antes, como Pneumodesmus newmani, ahora son ampliamente conocidos. El efecto puede tener algo que ver con un sesgo a favor de los vertebrados más familiares sobre los invertebrados.
Los primeros animales terrestres probablemente vivieron en estanques poco profundos pobres en oxígeno cerca de la tierra. A medida que se desarrollaron las primeras plantas vasculares, habrían ahogado las áreas alrededor de estas piscinas con malezas, por lo que era evolutivamente ventajoso trepar por encima y alrededor de ellas a través de incursiones rápidas en áreas terrestres. La tierra en ese momento habría sido mucho más rica en nutrientes que el agua, ya que las plantas colonizaron la tierra antes que los animales y dejaron su materia vegetal en descomposición por todas partes. Las bacterias y los hongos descompusieron gran parte de la materia vegetal, pero aun así habría sido atractivo para un pez hambriento. Hace unos 365 millones de años, algunos peces (los llamados «fishapods») desarrollaron extremidades y treparon a la tierra. La aparición de los primeros árboles verdaderos hace unos 370 millones de años habría contribuido a este proceso, al depositar más nutrientes en el suelo y hacer que el medio ambiente fuera más habitable.