Время расцвета динозавров, птерозавров и многочисленных морских рептилий — мезозойская эра. Она делится на три периода: триас, юру и мел. В конце мезозоя произошло мел-палеогеновое массовое вымирание: исчезли нептичьи динозавры, птерозавры и многие морские рептилии, но птицы, крокодилы, черепахи и ящерицы пережили кризис.
В 1841 г. мезозой (толкуется как «эра средней жизни») выделил английский геолог Джон Филлипс
Около 201 млн лет назад произошло триасово-юрское массовое вымирание, после которого динозавры стали доминировать во многих наземных экосистемах. Первые настоящие млекопитающие появились в позднем триасе, более 200 млн лет назад.
Мезозойская эра делится на 3 периода: триасовый, юрский и меловой.
Сухой сезонный климат с тенденцией к сглаживанию разницы температур к окончанию периода. Частые засухи сократили площади водоемов на континентах, большую часть Пангеи покрыли пустыни. Жизнь сосредоточилась на территориях у воды. Вымирали семенные папоротники, которые сменяли хвойные, саговниковидные и гинкго. К концу триаса динозавры уже были разнообразной частью наземной фауны, а после триасово-юрского вымирания многие их группы получили широкое распространение.
Климат был влажным и теплым, а среднегодовая температура воздуха на 5–10 °С превышала современную. Наблюдались вертикальная зональность и небольшая сезонность, но даже на полюсах снег и ледники, скорее всего, отсутствовали. Неограниченное количество пищи увеличило число видов растительноядных динозавров, что привело к росту популяции динозавров-хищников. Распространились летающие ящеры.
В начале периода температура воздуха колебалась от –4 до +4 °С, а к середине вновь потеплело. Сезонность стала более выраженной. Погодные условия на каждом континенте отличались — это способствовало увеличению разнообразия флоры и фауны. Среди растений к концу мела стали доминировать покрытосеменные (цветковые). Уже существовали предки современных деревьев: дуба, фикуса и др. Динозавры достигли пика своего развития
В начале мезозоя материки представляли сверхконтинент — Пангею. В ходе его формирования появились горные системы, некоторые из которых существуют до сих пор (Аппалачи в Северной Америке и Урал в России). Берега сверхконтинента омывал океан Панталасса. В юрском периоде Пангея раскололась на две части — Лавразию и Гондвану. Лавразия, включавшая будущие Евразию, Северную Америку и Гренландию, дрейфовала к северу, а огромная Гондвана медленно сдвигалась к югу. Между новыми континентами возникали мелкие теплые моря. К концу мезозойской эры их очертания уже напоминали современные, хотя окончательное местоположение водоемы еще не заняли.
Млекопитающие возникли в триасе. Так, широкое распространение получил морганукодон — небольшое животное, похожее на современную крысу.

Лягушки. В триасе появилась первая лягушка (либо, как считают некоторые ученые, ее предок) — триадобатрах. Животное было небольшим — 10 см в длину.
Черепахи. Появившиеся в триасе, они существовали в мезозойской эре в большом разнообразии. Одной из первых черепах считается проганохелис.

Безногие позвоночные появились в раннем юре. Сегодня они представлены разными видами червяг, обитающих в Африке, Латинской Америке и ЮгоВосточной Азии.
Рыбы. В морях юрского периода встречались настоящие гиганты, например лидсихтис. Средняя длина его тела составляла 20–25 м. Лидсихтисы питались планктоном.

Крокодиломорфы. Крокодиломорфы пережили триасово-юрское вымирание. Среди них появились формы, ведущие преимущественно сухопутный или водный образ жизни. Так, дакозавр был полностью морским крокодиломорфом.
Насекомые. Вслед за появлением цветковых возникли новые виды насекомых — пчелы и бабочки. Опыляя цветки растений, они способствовали их быстрому распространению по планете.

Змеи. Самые древние представители этих пресмыкающихся сохраняли конечности. Возможно, змеи произошли от ящериц.
