Vor etwa 540 Millionen Jahren, in der Zeit des Übergangs vom "Präkambrium" (eine eigentlich offiziell nicht existierende, aber im allgemeinen Sprachgebrauch der Geologen gern gebrauchte Bezeichnung für Hadaikum, Archaikum und Proterozoikum zusammen) zum Kambrium (dem ältesten System des Phanerozoikums und damit auch des Paläozoikums, siehe unten) tauchen in einer für den Geologen relativ kurzen Zeitspanne plötzlich überall auf der Erde in den Gesteinen fossile Hartteile (Schalen und andere Skelettelemente) von marinen Tieren auf. Dies hat schon die Wissenschaftler im 19. Jahrhundert dazu bewogen, den nun folgenden Zeitabschnitt bis heute (also die letzten 540 Ma der Erdgschichte) als Phanerozoikum dem "Präkambrium" gegenüberzustellen. Dieses plötzliche massierte Auftreten von Hartteilen fossiler Organismen ist einer der spannendsten Abschnitte der Erdgeschichte und wird als "kambrische Explosion" bezeichnet.

Einteilung des Phanerozoikums in die drei Ären Paläozoikum, Mesozoikum, Känozoikum sowie deren absolute Alter (nach International Stratigraphic Chart der IUGS, 2000)

Das Phanerozoikum wird, ebenfalls schon seit dem 19. Jahrhundert, in die Ären Paläozoikum, Mesozoikum und Känozoikum unterteilt, die sich (wie schon aus den Namen ersichtlich) in der Grundzusammensetzung ihrer marinen Invertebratenfaunen grundlegend unterscheiden. Diese Ären werden durch geologisch relativ kurze Zeiträume (0,5-1 Ma) des Massenaussterbens v.a. von Tierarten, -gattungen, -familien und gar höheren Taxa voneinander getrennt. Hierbei trennt das Perm/Trias-Ereignis (P/T-Event) das Paläo- vom Mesozoikum und das (obwohl nicht ganz so bedeutende) durch das mit ihm verbundene Aussterben der Dinosaurier bekanntere Kreide/Tertiär-Ereignis (K/T-Event) das Meso- vom Känozoikum.