Les premières tentatives de la vie colonisant la terre étaient des tapis microbiens, de grandes colonies plates de microbes photosynthétiques, dont les vestiges fossilisés ont été datés de 2.6 milliards et 2.7 milliards d’années. Pendant des milliards d’années, les microbes ont été les seules formes de vie à coloniser la terre (et la seule vie en général). Ces microbes vivaient principalement sur les côtes des océans et des cours d’eau et n’apparaîtraient que comme une boue verte. Il faudrait encore des millions d’années à la vie pour coloniser la terre pour de bon.
Les premières traces possibles sur terre datent d’il y a 530 millions d’années, durant la période cambrienne. Ces traces fossiles, connues sous le nom de Protichnites et Climctichnites, apparaissent comme une série de légères bosses et de longues rainures ressemblant respectivement à des pistes de moto. On pense que ces deux pistes ont été faites par les premiers arthropodes, et certaines d’entre elles sont assez grandes pour l’époque – jusqu’à 10 cm (4 pouces) de large. Ces traces peuvent avoir été laissées par des scorpions de mer voyageant d’un bassin de marée à un autre.
Les premiers fossiles terrestres répandus n’ont émergé qu’il y a environ 425 millions d’années, au cours de la période silurienne. La première vie à coloniser la terre était les mousses et les lichens. Celles-ci ont été suivies par de simples plantes vasculaires, telles que Cooksonia (principalement de l’hémisphère nord) et Baragwanathia (d’Australie), qui ont été rapidement suivies par des champignons terrestres, qui ont laissé des fossiles fragmentaires. Ces plantes ont commencé très courtes, mesurant à peine quelques centimètres, mais ont laissé de grandes «forêts» de fossiles. Ils n’avaient pas encore de tiges ou de feuilles différenciées.
Lorsque la terre a commencé à former une belle couche de sol, davantage de plantes ont pu pousser, provoquant un cycle de rétroaction positive de la colonisation des terres. À la fin de la période silurienne, un écosystème terrestre simple avait émergé, comprenant des mille-pattes herbivores, des mille-pattes et des arachnides carnivores, des vers détritivores et des décomposeurs fongiques. Des nématodes étaient également probablement présents mais n’ont pas laissé de fossiles. Il a fallu plusieurs dizaines de millions d’années à la vie pour coloniser davantage la terre.