С начала фанерозоя — времени повсеместного и ярко выраженного присутствия на планете развитой растительной и животной жизни (540 млн лет назад) выделяются пять глобальных вымираний, когда на планете исчезала аномально высокая доля видов. В среднем одно вымирание длилось от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов лет. Сегодня биосфера, по мнению большинства ученых, входит в шестое массовое вымирание, вызванное деятельностью человека.

Ордовикско-силурийское вымирание (445 млн лет назад). Исчезло около 85% морских видов животных (беспозвоночные брахиоподы, мшанки, трилобиты, конодонты). Вероятная причина: резкое похолодание и оледенение Гондваны (древний суперконтинент, включавший Африку, Южную Америку, Антарктиду, Австралию и Новую Зеландию), за которым последовало быстрое потепление и подъем уровня океана.

Девонское вымирание (359 млн лет назад). Исчезло около 75% всех видов, в том числе почти все коралловые рифы (строматопороидеи, табуляты), многие группы рыб и трилобитов. Вероятная причина: активное развитие наземных растений вызвало эвтрофикацию океана («зарастание», вызванное избытком питательных веществ), кислородное голодание и колебания климата. Также возможно влияние вулканизма.

Пермское вымирание (252млн лет назад). Самая крупная катастрофа биосферы в истории Земли, которая привела к вымиранию 57% биологических семейств, 81% морских видов и 70% видов наземных позвоночных. Единственное известное массовое вымирание насекомых — около 57% родов и 83% видов всего класса. Вероятная причина: потопные извержения базальтовых вулканов, образовавших Сибирские траппы (обширные геологические образования из застывшей лавы), которые, в свою очередь, могли быть вызваны падением астероида в противоположную точку Земли.

Триасово-юрское вымирание (201 млн лет назад). По меньшей мере половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время, вымерли. В частности, исчез целый класс конодонтов, составлявших 20% от всех морских семейств. Вымирание архозавров позволило динозаврам стать доминирующей группой на суше. Вероятные причины: постепенное изменение климата, изменение площади и глубины Мирового океана, вызванное движением земной коры, а также массовые извержения вулканов.

Мел-палеогеновое вымирание (66 млн лет назад). Наиболее известная часть этого вымирания — исчезновение нептичьих динозавров. Всего же вымерло около 75% всех существовавших тогда видов живых организмов. После вымирания осталось много пустовавших экологических ниш, что послужило основой для распределения новых групп животных, в первую очередь — млекопитающих. Вероятная причина: столкновение Земли с астероидом, вызвавшее импактную зиму, лесные пожары, цунами и последующее кислотное отравление океана. Кратер от столкновения найден в Мексике, на полуострове Юкатан.