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侏罗纪（约2亿年前——1.46亿年前）是裸子植物的极盛期。
无脊椎动物以菊石、双壳类、箭石、腹足类、叶肢介、介形虫、六射珊瑚、棘皮动物的海胆为主。
软骨硬鳞鱼类在侏罗纪已开始衰退，被全骨鱼代替。
三叠纪晚期出现的一部分最原始的哺乳动物，经过侏罗纪早期的多样性发展，发展出许多新的门类。其中以多瘤齿兽类为主要的植食性哺乳动物；侏罗纪中期出现的古兽类是有袋类和有胎盘哺乳动物的祖先。
但是在肉食性恐龙的威胁下，大多数哺乳动物在侏罗纪晚期已濒于绝灭，所有的大型动物都被肉食性恐龙淘汰了。当时君临陆地的大小恐龙占据了绝大部分的生态位。
侏罗纪晚期出现了最早的有胎盘哺乳动物，这些动物属于食虫目。食虫动物体型多如小鼠或小型大鼠，主要以昆虫、其他节肢动物和蚯蚓维生。食肉目、翼手目、啮齿目都是由早期的食虫目分化出来的。食虫目包括猬、金鼹、鼹鼠、鼩鼱、刺毛鼩猬、毛猬、古巴鼩和马达加斯加猬，现代的刺猬是它们的后裔。
习惯夜间生活的哺乳动物（昼间生活的都已经被淘汰），避开了白日恐龙的袭击，适应夜间生活的温血体质（冷血动物夜间会冻死），能够躲在地下洞穴中的老鼠般大小的身体（大的哺乳动物已经送到了恐龙的嘴里），且食量很小（食量多的进食时间太长，以致需要在洞外活动更长时间，增加了遇到敌人的危险），可以很快填饱肚子。这些特点使得其在侏罗纪和白垩纪的漫长时间中发展了庞大的数量，以致能够有少部分逃过白垩纪末期恐龙灭绝的灾难。
恐龙的另一类型——蜥臀类在侏罗纪有两类最为繁盛：一类是食肉的恐龙，另一类是笨重的植食恐龙。
海生的爬行类中主要是鱼龙及蛇颈龙，它们成为海洋环境中不可忽视的成员。
恐龙成为陆地的统治者。鸟臀类恐龙除一些早期类群外，都是四足行走，并且全都是吃植物的。由于鸟臀类恐龙性情温和，不具进攻性因而往往成为肉食性恐龙的果腹之物。
剑龙类，四足行走背部具有直立的骨板，尾部有骨质刺棒两对。
甲龙类的恐龙体形低矮粗壮，全身披有骨质甲板，以植物为食。
角龙类，是四足行走的素食恐龙。头骨后部扩大成颈盾。
肿头龙类主要特点是头骨肿厚，颥孔封闭，骨盘中耻骨被坐骨排挤，不参与组成腰带。
兽脚亚目特征：肉食性，两足行走，趾端长有锐利的爪子，嘴里长着匕首或小刀一样的利齿，牙齿前后缘常有锯齿。暴龙是其著名代表。
巨大凶残的霸王龙（进化最完美，攻击力最强，没有什么弱点，身体非常粗壮），娇小矫健的迅猛龙，外形怪异而极其巨大的棘龙（地球历史上出现过的最大的肉食性动物），这些恐龙都是兽脚类恐龙。
兽脚类恐龙的前肢活动范围不大，无法前后转动它们的手掌，手掌只能朝下或朝后。其腕部关节的活动方向、活动范围也有限。
蜥脚亚目与兽脚亚目不同的是，它们全都是植食性恐龙。这类恐龙中有的体长达到了40米，体重100吨，是地球上曾经生活过的最大生物。
蜥脚亚目为四足行走的素食性巨型恐龙，生活在沼泽河湖周围，并可在水中躲藏，以避敌害。分为棒齿蜥龙科群和勺状蜥龙科群。前者分为马门溪龙科、雷龙科、梁龙科、巨龙科、叉龙科。后者分为盘足龙科、妖龙科、腕龙科、圆顶龙科。
侏罗纪晚期，生态竞争异常激烈。部分兽脚亚目恐龙为了逃避其它肉食恐龙的威胁，通过千万年计的不断地奔跑、跳跃，从原来的陆上生活，开始爬树，改为树栖，再改为在树上跳跃，再进化为在树枝之间滑翔，最后直到能够真正飞翔起来，从而进化为鸟类。
翼龙类和鸟类出现，这是动物生命史上的重要变革之一。
鸟纲分为古鸟亚纲、反鸟亚纲和今鸟亚纲。古鸟亚纲全部为化石鸟类，包括始祖鸟等。反鸟亚纲全部为化石鸟类，包括三塔中国鸟、朝阳鸟、辽宁鸟等。今鸟亚纲（新鸟亚纲）包括白垩纪的化石鸟类和现存的全部鸟类。
古鸟亚纲的始祖鸟是爬行动物与鸟类之间的中间环节。始祖鸟是鸟类的祖先，并生活于侏罗纪的启莫里阶，距今约1亿5千5百万到1亿5千万年前。始祖鸟约为现今鸟类的中型大小，有著阔及于末端圆形的翅膀，并比体型较长的尾巴，始祖鸟有细小的牙齿可以用来捕猎昆虫及其他细小的无脊椎生物，它的脚有三趾长爪，与恐龙极为相似。
以捕食昆虫为主的始祖鸟的出现，使得在森林、绿地间飞翔的部分有翅昆虫，失去了生存的领空。而两栖动物也将他们的食谱改为昆虫。尽管经历了如此多的灾难，适应性极强的昆虫种类仍然借助于自身的种种优势，顽强地延续着自己的种群。
侏罗纪早期，盘古大陆的统一大陆格局为恐龙的发展提供了足够的空间。当时气候温暖，甚至可以算是炎热，南极点也远离盘古大陆。各种动植物纷纷从原来主要分布的北方古大陆蔓延到冈瓦纳古陆。这为侏罗纪早期的繁荣奠定了基础。
在侏罗纪时，以恐龙为代表的爬行动物高度发展，门类非常齐全，海陆空都有，甚至还存在着少数哺乳动物和鸟类，成为中生代生物最为繁盛，门类最为齐全的时期。我们可以用自由资本主义来形容这个时期。各种动物都有足够的发展空间，虽然恐龙占据主导地位，但是还没有侵夺别的动物的生存空间，肉食性恐龙数量不是很多，所以基本上可以用安居乐业来形容。”
但是再好的环境，如果没有限制的发展，也就不能永远维系这样的美好局面。到了侏罗纪的中期，所有的生物发展开始进入饱和阶段。