二疊紀（2.99億年—2.5億年前）是古生代最後一個紀，分早、晚二個世。二疊紀是生物界顯著變革時期。無脊椎動物以四射珊瑚、䗴類、腕足類、菊石等為主；脊椎動物以兩棲類為主。植物除石炭紀時已發現的種類外，原始松柏類等發育。

陸生植物的發展在二疊紀可分為二個階段：早期組合面貌仍與晚石炭世相似；但晚期松柏類和蘇鐵類繁育，裸子植物已佔主導地位。

陸生脊椎動物中，兩棲類出現了更進化的型別，以蚓螈為代表；原始爬行類得到進一步發展，盤龍類和二齒獸類常成為陸相地層中重要標準化石。

現代蚓源

盤龍類

二齒獸類

䗴類是海相二疊紀地層劃分對比的重要化石依據；早二疊世䗴類極為繁盛，存在兩個主要演化方向：一為紡綞䗴，個體變大變長，隔壁褶皺愈趨複雜，如擬紡綞䗴；一為費伯克䗴類， 多為圓形或橢圓形，發育擬旋脊和副隔壁，如新希氏䗴等。晚二疊世䗴類漸趨衰退。

䗴類

珊瑚類在早二疊世再度繁盛，形成古生代最後一次造礁期，一般以復體三帶型珊瑚最為重要，如文采爾珊瑚；另外床板珊瑚中的早坂珊瑚和原米契林珊瑚均屬早二疊世常見的重要化石；晚二疊世珊瑚類大量衰退，已不具重要意義。

二疊紀珊瑚

腕足類仍以長身貝類、石燕貝類和扭月貝類為主，末期出現特化型別如蕉葉貝(Leptodus)。

二疊紀的菊石在地層上佔一定地位，以稜菊石類和菊面石類共生為特點，重要代表如假提羅菊石。

二疊紀菊石