中生代时,爬行动物（
恐龙类、色龙类、
翼龙类等）空前繁盛,故有爬行动物时代之称,或称恐龙时代.中生代时出现鸟类和
哺乳类动物.海生无脊椎动物以菊石类繁盛为特征,故也称菊石时代.淡水无脊椎动物,随着陆地的不断扩大,河湖遍布的有利条件,双壳类、腹足类、叶肢介、介形虫等大量发展,这些门类对陆相地层的划分、对比非常重要.
中生代植物,以真蕨类和裸子植物最繁盛.到中生代末,被子植物取代了裸子植物而居重要地位.中生代末发生著名的生物绝灭事件,特别是恐龙类绝灭,菊石类全部绝灭.有人认为生物绝灭事件与地外小天体撞击地球有关,但真正原因有待进一步研究确定.