地球上最先出現的生物是原始的藻菌類，它們在無氧條件下進行異養生活，以原始海洋中的有機物為養料，依靠發酵的方式獲取能量。這些原始的生物體不斷地發展變化，大約又過了幾萬年，接著出現了含有葉綠素，能進行光合作用，屬於自養生活的原始藻類，如燧石藻、藍綠藻等。這些藻類進行光合作用所釋放的氧，進入大氣後開始改變大氣的成分。
大氣中遊離氧的出現並逐步達到一定的濃度比例，反過來又加快了生物的進化，這是地球環境演化史上一次重大的發展。
首先，生物的代謝方式開始發生根本性改變，從厭氧生活發展到有氧生活。代謝方式的改變大大促進了生物的進化發展。很快地球上就出現了單細胞真核植物，以後逐漸形成多細胞生物，並開始出現了有性生殖方式。因而海洋中出現了大量的無脊椎動物，如三葉蟲等。
最初時生物隻能在水深5～10米處生存發展。隨著臭氧層的保護能力增加，生物發展到水體表麵生活，並進而由水生開始向陸地生活發展。接著原始的陸地植物，如裸蕨等就開始出現。
陸地上環境變化大，不似水中的環境因素單一。生物登陸之後，在複雜多變的環境條件中加快了發展變化的速度。生物的變異和分化使得生物的數量和種類增加，在此基礎上形成了生物體在種內和種間的相互依存、相互製約、相互競爭的關係。
由此建立起多種多樣的生態係統，其結構也日趨複雜和穩定。這一切又進一步促進了生物的發展和進化。大量生物的出現並生存，對於地球環境的影響也越來越顯著。植物進行光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣，同時吸收氨，並用其在體內合成蛋白質；而微生物在分解動植物遺體時又將蛋白質轉化成氮氣進入大氣。
這樣使得原以二氧化碳、一氧化碳為主的還原性大氣，轉化成為以氧氣、氮氣為主的氧化性大氣。生物的生命活動對地球物質的循環有著十分巨大的作用。由於生物的呼吸作用和植物的光合作用，大氣中的二氧化碳大約每300年可循環一次；氧大約每2000年循環一次。
生物對鐵、鈣、氮、磷等的循環也有很大的影響。地球森林植被中約含有碳素4000～5000億噸。石炭紀是蕨類植物繁茂的時代，大量的植物殘體在沼澤環境中轉化為煤層。這樣大量的碳素被掩埋地下，導致大氣中二氧化碳含量的減少，並由此削弱了溫室效應，引起了全球性的氣候變化。也許，古生代晚期的冰川就可能與此有關。
植物登陸之後，和地表的岩石層相互作用，開始形成土壤。土壤是陸地表麵的疏鬆多孔體，又是一個膠體係統，對於植物生活所需要的水分和養分有強大的吸附和釋放作用。土壤的形成使得易於流失的水和養分，能在地表富集起來。土壤既是植物生活的物質基礎，又是植物生活的產物。