Der Name "Carboniferous" spiegelt das berühmteste Attribut der Carboniferous-Zeit wider: die massiven Sümpfe, die sich über zig Millionen Jahre in den heutigen riesigen Kohle- und Erdgasvorkommen festgesetzt haben. Die Karbonperiode (vor 359 bis 299 Millionen Jahren) war jedoch auch für das Auftreten neuer Landwirbeltiere, einschließlich der allerersten Amphibien und Eidechsen, bemerkenswert. Das Karbon war die vorletzte Periode des Paläozoikums (vor 541 bis 252 Millionen Jahren), der die Zeit der Kambrier, Ordovizier, Silurier und Devonier vorausgingen und die Zeit der Perm folgten.
Das globale Klima der Karbonperiode war eng mit seiner Geographie verbunden. Im Verlauf der vorangegangenen Devonperiode verschmolz der nördliche Superkontinent Euramerikas mit dem südlichen Superkontinent Gondwana und bildete den riesigen Superkontinent Pangaea, der während des folgenden Karbonprozesses einen Großteil der südlichen Hemisphäre einnahm. Dies hatte einen ausgeprägten Einfluss auf die Luft- und Wasserzirkulation, was dazu führte, dass ein großer Teil der südlichen Pangaea von Gletschern bedeckt war und einen allgemeinen globalen Abkühlungstrend verzeichnete (was jedoch keinen großen Einfluss auf die Kohlesümpfe hatte, die die Pangaea mehr bedeckten gemäßigten Regionen). Sauerstoff machte einen viel höheren Prozentsatz der Erdatmosphäre aus als heute und förderte das Wachstum der terrestrischen Megafauna, einschließlich hundegrosser Insekten.
Amphibien. Unser Verständnis des Lebens während der Karbonperiode wird durch "Romer's Gap" erschwert, eine Zeitspanne von 15 Millionen Jahren (vor 360 bis 345 Millionen Jahren), in der praktisch keine Wirbeltierfossilien gefunden wurden. Was wir jedoch wissen, ist, dass am Ende dieser Lücke die allerersten Tetrapoden der späten Devon-Zeit, die sich erst kürzlich aus Lappenfischen entwickelt hatten, ihre inneren Kiemen verloren hatten und auf dem besten Weg waren, wahr zu werden Amphibien. Durch das späte Karbon wurden Amphibien von so wichtigen Gattungen wie vertreten Amphibamus und Phlegethontie, die (wie moderne Amphibien) ihre Eier in Wasser legen und ihre Haut feucht halten mussten und sich daher nicht zu weit auf trockenes Land wagen konnten.
Reptilien. Das wichtigste Merkmal, das Reptilien von Amphibien unterscheidet, ist ihr Fortpflanzungssystem: Die geschälten Eier von Reptilien halten trockenen Bedingungen besser stand und müssen daher nicht in Wasser oder feuchten Boden gelegt werden. Die Entwicklung der Reptilien wurde durch das zunehmend kalte, trockene Klima der späten Karbonperiode beflügelt. Eines der frühesten bisher identifizierten Reptilien, Hylonomus, erschien vor etwa 315 Millionen Jahren, und der Riese (fast 10 Meter lang) Ophiacodon nur wenige Millionen Jahre später. Bis zum Ende des Karbonismus waren Reptilien gut in das Innere von Pangaea eingewandert. Diese frühen Pioniere brachten die Archosaurier, Pelycosaurier und Therapsiden der darauffolgenden permischen Periode hervor. (Es waren die Archosaurier, die fast hundert Millionen Jahre später die ersten Dinosaurier hervorbrachten.)
Wirbellosen. Wie bereits erwähnt, enthielt die Erdatmosphäre während der späten Karbonperiode einen ungewöhnlich hohen Sauerstoffanteil von erstaunlichen 35%. Dieser Überschuss war besonders vorteilhaft für wirbellose Landtiere wie Insekten, die über die Diffusion von Luft durch ihre Exoskelette atmen und nicht mit Hilfe von Lungen oder Kiemen. Das Karbon war die Blütezeit der riesigen Libelle Megalneura, Die Flügelspannweite betrug 2,5 Fuß, ebenso der riesige Tausendfüßler Arthropleura, die erreichte Längen von fast 10 Fuß.
Mit dem Aussterben der markanten Placoderms (Panzerfische) am Ende der Devon-Zeit ist der Karbon nicht besonders bekannt für seine Meereslebewesen, außer insofern, als einige Gattungen von Lappenflossenfischen eng mit den allerersten Tetrapoden verwandt waren und Amphibien, die in trockenes Land eingedrungen sind. Falcatus, ein naher Verwandter von Stethacanthus, ist wahrscheinlich der bekannteste Karbonhai, zusammen mit dem viel größeren Edestus, das ist vor allem an den Zähnen bekannt. Wie in früheren geologischen Perioden gab es auch in den karbonhaltigen Meeren zahlreiche kleine wirbellose Tiere wie Korallen, Krinoide und Arthropoden.
Die trockenen, kalten Bedingungen der späten Karbonperiode waren für Pflanzen nicht besonders gastfreundlich - aber das hinderte diese winterharten Organismen immer noch nicht daran, jedes verfügbare Ökosystem auf trockenem Land zu besiedeln. Der Karbon war Zeuge der allerersten Pflanzen mit Samen sowie bizarren Gattungen wie dem dreißig Meter hohen Keulenmoos Lepidodendron und die etwas kleiner Sigillaria. Die wichtigsten Pflanzen der Karbonperiode waren die, die den großen Gürtel kohlenstoffreicher "Kohlesümpfe" um den Äquator bewohnten, die später durch Millionen von Jahren Wärme und Druck in die riesigen Kohlevorkommen gepresst wurden, die wir heute als Brennstoff verwenden.