มหายุคพาลีโอโซอิกครอบคลุมช่วงเวลาตั้งแต่ช่วงที่มีการปรากฏตัวเป็นจำนวนมากของซากดึกดำบรรพ์เปลือกอ่อนนุ่ม จนถึงช่วงเวลาที่ทวีปรวมตัวเป็นทวีปขนาดใหญ่ ซึ่งสัมพันธ์กับช่วงที่มีการพัฒนาขึ้นของสัตว์เลื้อยคลานและพืชสมัยใหม่ ช่วงเริ่มต้นของมหายุคเริ่มตั้งแต่มีการกำเนิดขึ้นเป็นจำนวนมากของสิ่งมีชีวิตจำพวกไตรโลไบต์และ Archeocyathid ส่วนช่วงปลายมหายุคเกิดในช่วง 300 ล้านปีถัดจากช่วงเริ่มมหายุค เป็นช่วงที่มีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ซึ่งรู้จักกันในชื่อการสูญพันธุ์เพอร์เมียน การเรียนการสอนสมัยใหม่กำหนดให้ช่วงปลายมหายุคคือช่วงที่มีการปรากฏตัวครั้งแรกของรอยซากดึกดำบรรพ์ (trace fossil) ที่มีลักษณะเฉพาะ เรียกว่า Trichophycus pedum