海洋生物在登陆和进化中，植物比动物要早，从进化的历程来看，是先有陆生植物，后有陆生动物，但陆生动物并不是由陆生植物进化来的，而是由水生低等动物登陆并进化而来的。
从已发现的动物化石来看，最早登陆的陆生动物是环节动物中的多毛类。但这类动物在进化中并不是主体，也没有典型性。在环节类登陆之后主要是节肢类的多足类动物和蛛形动物，继后是节肢类动物中的昆虫类和软体动物中的腹足类。
地球水陆变迁，动物活动的中心开始由海洋向淡水的江河湖泊转移。最早进入淡水生活的是腔肠类动物中的水螅和蠕形动物中的腹足类，然后才是节肢动物虫甲壳类等无脊椎动物。
随着气候的变化，某些淡水中的无脊椎动物不适应淡水的温度和干旱的气候而消亡。而有些动物由于鳃叶功能较好逐渐适应了淡水生活，并能在干旱时适应水边的阴湿地方生活。在水边的长期生活，使这些动物进一步加强了气管或气囊的发育和完善。久而久之这些动物的气管或气囊就起到了肺的作用，能适应陆地上的生活。而陆地已经形成的陆生植物又为这些登陆的陆生动物提供了食物，才使陆生动物得以生存和发展。
最初登上陆地的动物都是无脊椎动物。这些无脊椎动物登陆后，有的慢慢地消失，有的逐渐进化成为现代动物。如三叶虫登陆后随着陆地植物的变化而进一步进化，成为昆虫类。但大多数无脊椎动物登陆后并未得到很好地进化，脊椎动物登陆后，才是动物进化的一个更加有意义的转变。
脊椎动物在水生动物中是高等动物。从无脊椎动物向脊椎动物的进化是一个艰难的历程，而脊椎动物作为一种高等动物从水生变为陆生就更加困难了，也是生物进化史上更加重大的事件。
最早登陆的脊椎动物是鱼类。鱼类原来在水里是用鳃叶呼吸的，靠鳍在水中游动。登上陆地后，鱼类就要从鳃和鳍向肺和足上进化。在现实中可以发现鱼离开水后不一定马上就死，但也活不了多长时间。这表明鱼类除了鳃呼吸外，还有些辅助的方法来适应缺氧条件，能用鳔或鳃来吸空气中的氧气。登陆的不同鱼类由于自身结构的不同，有的登陆后能向陆生动物进化，有的则不适应陆地生活，仍在海洋或江河中生存。鱼类要变为陆生动物，首先要加强呼吸器官的进化和完善。
“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞。”鱼长期生活在水中能运动自如，有的虽不作过多的运动，但海水的流动也会给鱼类提供比较充足的食物。而陆生植物是不会自由走动的，陆生动物要得到生存的食物必须自己摄取、寻觅。水生动物登陆后必须能在陆地运动。脊椎动物相对身体微小的无脊椎动物，要在陆地行走相当困难，这也许是许多鱼类不能上陆的主要原因。陆地上气候变化较大，在干旱时，地面河水减少，小河和池塘的浅水就会干涸，在这种情况下，有些鱼类因鳃类功能不适应陆地呼吸而死去。有的虽然鳃类器官能适应陆地生活，但鳍里骨骼较差不能适应陆地运动而死亡。只有登陆一支中那些逐步建立了适应陆地生活的形态结构、在不断爬行中使鳍里骨骼不断进化向足发展的鱼类才进化为陆生脊椎动物。这类动物经过陆地上呼吸的长期锻炼，鳃的机能逐渐消失，肺的机能逐渐发展。在不断地爬行中使鳍里的骨骼构造进一步向足发展。有的还长出趾，体内支持整个身体的骨架得到加强，脊椎骨的骨化程度越来越高，逐渐演化成两栖类了。
据化石考证，最早进化成两栖类的是鱼石螈。鱼石螈虽具有鱼类的一般特征，但已能用四肢撑起身体在地面上爬行，头部和肩部的连接已不像鱼类固接在一起。因此，可以认为鱼石螈是两栖类的祖先。