現代的蕨類植物的葉子都長得像羊的牙齒一樣，因此，最早研究它們的科學家就把它們也形象地稱為“羊齒植物”。在地球自然曆史發展過程中，這些“羊齒植物”實際上是最早的高等植物，它們在誌留紀晚期已經開始在陸地上出現。
這些最早的陸生蕨類被稱為頂囊蕨或光蕨。此後，蕨類植物分化為2支，其中一支經誌留紀向泥盆紀過渡時期的工蕨發展到後來的石鬆類；另一支經泥盆紀早期的裸蕨發展出後來的節蕨（也叫木賊或楔葉）和真蕨。此外，在泥盆紀還發現有一類稱為瑞尼蕨的植物，它們與高等植物一樣具有維管束，同時又與低等植物一樣沒有氣孔器，因此目前還很難確定它們的真正係統分類地位。
到了晚泥盆世，在早、中泥盆世盛極一時的裸蕨逐漸滅絕了，但是石鬆、節蕨和真蕨類開始走向繁榮。這些進化了的蕨類植物已經有了根、莖、葉的分化：根可以使植物體得到穩定並深入到土壤下層以吸收更多的水分和礦物質；莖一方麵使植物體能夠直立起來，更重要的是其內部維管束結構的形成為植物體產生了鱗木更為完善的輸導係統以有利於營養物質的輸送；葉則成為專門進行光合作用的器官，因其表麵積的大大增加而使植物體能夠更多地吸收日光中的能量。正因如此，蕨類植物在古生代後期將“地球園林”裝點得分外秀麗。
現代生活在地球上的蕨類植物仍有1萬餘種，絕大多數都是草本植物。但是在古生代的石炭紀和二疊紀，蕨類植物當中屬於石鬆類的鱗木和屬於節蕨類的蘆木卻都是高大的喬木型木本植物。
鱗木可達三四十米高，樹身直徑可達2米；它們的樹幹與裸蕨一樣兩叉分枝；狹長的葉子可長達1米，葉子上有明顯的中肋；葉子呈螺旋狀排列在樹幹上，長在其基部的葉座上；葉座突出於樹幹表麵，一般呈菱形，由於排列成螺旋狀，當葉子脫落以後它們看起來很像鱗片狀的印痕，鱗木即因此得名。
蘆木生長在沼澤裏，高達三四十米，樹幹直徑可達1米，葉子輪生在分枝的節上。蘆木的葉子與鱗木的葉子起源不同，它們是由小枝變化而來的。
真蕨類比石鬆類、節蕨類更能適應陸地生活。它們的葉子較大，又扁又平，而且分為上下兩麵，葉脈分支也多，這樣更擴大了光合作用的麵積和效率。真蕨類一般生活在陸地上，少數生活在沼澤中，還有的附生在其他植物的數杈上。真蕨類中，生活在石炭紀末期到二疊紀初期的樹蕨有很大的樹冠，密集成林。在距今2億多年前的早二疊紀晚期至晚二疊紀早期，雲南及我國南方和西南的幾個其他省份分布著一種叫做六角輝木的樹蕨，有十幾米高，樹幹直徑超過20厘米，羽狀複葉型的葉子很大，有兩三米長。六角輝木的莖有非常發達的輸導組織和機械組織，其樹幹的橫切麵上可以看到外部的皮層和極為複雜的組成中柱（根和莖的中軸部分）的維管束。維管束的直徑約為10厘米，由7個同心環組成，最裏麵的一個呈圓形，其餘的呈條帶狀。因此，這樣的樹幹橫切麵看起來就形成了五光十色的六角形，這就是“六角輝木”名稱的由來。
蕨類植物的大發展，促成了地球曆史上第一次原始森林的出現，使地球生態係統的整體麵貌發生了巨大的變化，為脊椎動物由水上陸奠定了物質基礎。
鱗木
鱗木，是石鬆類（化石）類中已絕滅的鱗木目最有代表性的1屬，出現於石炭二疊紀，喬木狀，樹幹粗直，高可達38米以上，莖部直徑可達2米。枝條多次二歧分枝，形成寬廣的樹冠。與封印木和蘆木共同繁殖在熱帶沼澤地區，形成森林，是石炭二疊紀重要的成煤原始物料。