[Gr. palaios, oud; zoön, levend wezen], het oudste tijdsinterval van het Phanerozoïum. Het Paleozoïcum wordt samengesteld uit de perioden (systemen): Cambrium, Ordovicium, Sirur, Devoon, Carboon, Perm.
De ondergrens wordt gelegd bij de eerste herkenbare fossielen (Trilobita, Brachiopoda), de bovengrens waar men karakteristieke mesozoïsche fossielen meent te herkennen. Onder de gewervelde dieren ontwikkelen zich tijdens het Paleozoïcum de uitgestorven groepen van de Agnatha, Placodermi onder de vissen; de Labyrinthodonta en Lepospondyli onder de amfibieën en de Cotylosauria, Pelycosauria en Therapsida onder de reptielen. De plantenwereld laat de ontwikkeling zien van alle sporendragende planten en verscheidene naaktzadigen. De grens op grond van fossielen tussen Paleozoïcum en Mesozoïcum wordt geaccentueerd door stratigrafische discondanties. Bekend uit het Paleozoïcum zijn de caledonische en Hercynische orogenesen die samenhangen met continentverschuiving. Fossiele overblijfselen van polaire ijskappen zijn bekend van het Laat-Ordovicium (Sahara), het Laat-Carboon (Zuid-Amerika) en het Perm (Zuid-Afrika, India, Australië). Deze ijskappen vallen samen met de toenmalige magnetische polen.
