二叠纪是古生代的最后一个纪，也是重要的成煤期。
二叠纪开始于距今约2.99亿年，延至2.5亿年，共经历了4500万年，分早、中、晚三个世。
1841年英国地质学家在乌拉尔山脉西坡发现一套发育完整，含有化石较多的地层，可以作为二叠纪标准剖面，并依出露地点卡玛河上游的彼尔姆地区命名为Permian系。英文Permian即源于俄文的音译，中译二叠系是根据二分性明显的德国地方性名称Dyas的意译而来。德国二叠纪地层可明显地分为两部分，下部为红色砂岩，称赤底统（陆相），上部为镁质灰岩，称镁灰岩统（海相）。
二叠纪的地壳运动比较活跃，古板块间的相对运动加剧，世界范围内的许多地槽封闭并陆续形成褶皱山系，古板块间逐渐拼接形成联合古陆（盘古大陆，又称泛大陆）。陆地面积的进一步扩大，海洋范围的缩小，自然地理环境的变化，促进了生物界的重要演化，预示着生物发展史上一个新时期的到来。
二叠纪是生物界的重要演化时期。海生无脊椎动物中主要门类仍是筳类、珊瑚、腕足类和菊石，但组成成分发生了重要变化。节肢动物的三叶虫只剩下少数代表，腹足类和双壳类有了新的发展。二叠纪末，四射珊瑚、横板珊瑚、筳类、三叶虫全都绝灭；腕足类大大减少，仅存少数类别。
脊椎动物在二叠纪发展到了一个新阶段。鱼类中的软骨鱼类和硬骨鱼类等有了新发展，软骨鱼类中出现了许多新类型，软骨硬鳞鱼类迅速发展。两栖类进一步繁盛。爬行动物中的杯龙类在二叠纪有了新发展；中龙类游泳于河流或湖泊中，以巴西和南非的中龙为代表；盘龙类见于石炭纪晚期和二叠纪早期；兽孔类则是二叠纪中、晚期和三叠纪的似哺乳爬行动物，世界各地皆有发现。
早二叠世的植物界面与晚二叠世相似，仍以节蕨、石松、真蕨、种子蕨类为主。晚期有较大变化，鳞木类、芦木类、种子蕨、柯达树等趋于衰微、灭绝，代之以较耐旱的裸子植物，出现了银杏、苏铁、本内苏铁、松柏类等裸子植物，开始呈现中生带的面貌。
二叠纪有丰富的矿产资源，最重要的有岩盐、钾盐、磷、铜、锰等。
蒸发岩类主要见于美国西部得克萨斯州、德国的镁灰岩盆地以及荷兰、英国、丹麦和波兰等地。岩盐多分布于白俄罗斯、俄罗斯。二叠纪的煤，不论质和量均居重要地位，主要产地有西伯利亚中、北部，中国，印度，澳大利亚，南非，津巴布韦和刚果。西半球在此时期无重要煤矿。
石油和天然气主要产于美国的俄克拉何马州和得克萨斯州，俄罗斯的欧洲部分，荷兰和德国等地。
磷矿见于美国的蒙大拿州、爱达荷州、怀俄明州等地，俄罗斯乌拉尔山西部，中国东南部的江苏、浙江和福建等地。
铜矿见于德国的含铜页岩层。中国西南地区亦有与玄武岩关系密切的沉积铜矿。
锰矿见于中国南方陆表海的浅水含锰硅质岩层中。
二叠纪末发生了有史以来最严重的大灭绝事件，估计地球上有96%的物种灭绝，其中95%的海洋生物和75%的陆地脊椎动物灭绝。三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失。陆栖的单弓类群动物和许多爬行类群也灭绝了。这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失，让位于新生物种类，生态系统也获得了一次最彻底地更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。
二叠纪--三叠纪灭绝事件的过程与成因仍在争议中。根据不同的研究，这次灭绝事件可分为一至三个阶段。第一个小型高峰可能因为环境的逐渐改变，原因可能是海平面改变、海洋缺氧、盘古大陆形成引起的干旱气候；而后来的高峰则是迅速、剧烈的，原因可能是撞击事件、超级火山爆发、或是海平面骤变，引起甲烷水合物的大量释放，持续时间约6万年。
总结一下这场灭绝事件中的灾难因素为：立方千米的碎岩；数万亿立方千米，覆盖整个陆地的岩浆、二氧化硫、二氧化碳、甲烷等有毒气体；全球气温高达70摄氏度；连下数万年的酸雨；40万年的长夜、极低的含氧量，缺氧的海洋、蒸发的海水……这些因素叠加在一起，构成了地球发生过的最严重灾难--西伯利亚暗色岩灭绝事件。
一次次的灭绝事件是十分惨烈的，然而每次的大灭绝都为下一次生物进化铺平道路，也是不争的事实。科学界普遍认为，二叠纪末的大灭绝事件是地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。其它各次大灭绝所引起的海洋生物种类的下降幅度都不及其1/6，也没有使生物演化进程产生如此重大的转折。
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