Les temnospondyles sont un groupe étrange et diversifié d’amphibiens très anciens qui vivaient dans une variété d’habitats, tant qu’ils étaient dans ou près de l’eau. Les temnospondyles étaient communs au Carbonifère, au Permien et au Trias, et quelques espèces ont même survécu dans des zones géographiquement isolées à travers le Crétacé. Les fossiles de temnospondyle ont un âge compris entre 310 et environ 112 millions d’années, pour une durée totale de près de 200 millions d’années, soit 40 millions d’années de plus que les dinosaures. Il existe un désaccord entre les paléontologues quant à savoir si les temnospondyles n’ont laissé aucun ancêtre ou ont évolué en certains amphibiens modernes. Autrefois, on pensait qu’ils étaient les ancêtres des grenouilles, mais ce point de vue est depuis tombé en défaveur.
Le temnopsondyl typique avait une tête large ressemblant à un crocodile et un corps reptilien plus petit, bien qu’il existait des variantes avec des corps en forme de tonneau, des corps de salamandre et des têtes de type alligator. Les temnospondyles étaient parmi les premiers tétrapodes, et les premiers, comme Dendrerpeton, ressemblaient à de petits lézards. Les temnospondyles font partie d’un groupe désormais obsolète appelé labyrinthodontes, qui comprend les tétrapodes basaux non amphibiens, les ichthyostégides. Les temnospondyles étaient les animaux terrestres les plus nombreux au Carbonifère et au Permien, c’est-à-dire tout au long de l’ère paléozoïque tardive. À l’époque, la diversité des tétrapodes était faible par rapport à l’époque récente. L’un des seuls autres groupes terrestres était les lépospondyles, qui comprenaient des formes ressemblant à des lézards, des tritons, des anguilles ou des serpents qui prenaient des niches spécialisées non occupées par les temnospondyles. Certains lépospondyles sont célèbres pour leur tête en forme de U ou de V.
La fin du Paléozoïque a été appelée l’âge des amphibiens parce que les amphibiens avaient émergé et ont commencé à occuper de nombreuses niches terrestres disponibles, y compris des prédateurs et des herbivores allant de quelques pouces de diamètre à des géants préhistoriques comme le Prionosuchus de 9 m (30 pi), un temnospondyl ressemblant à un crocodile qui a vécu à la fin du Permien, connu comme le plus grand fossile d’amphibien jamais trouvé. Les temnospondyles mangeaient pratiquement tout ce qui était comestible à l’époque, y compris les poissons, les insectes, les mollusques et les autres. Ils ont colonisé les premières forêts du monde.