一共5次：
一、距今4.4亿年前的奥陶纪末期。导致大约85%的物种绝灭。
在奥陶纪晚期，约4.8亿年前，首次出现了可靠的陆生脊椎动物--淡水无颚鱼；淡水植物据推测可能在奥陶纪也已经出现。
第一次物种大灭绝发生在4亿4千万年前的奥陶纪末期，由于当时地球气候变冷和海平面下降，生活在水体的各种不同无脊椎动物便荡然无存。
二、距今3.65亿年前的泥盆纪后期。海洋生物遭受了灭顶之灾。
泥盆纪是脊椎动物飞越发展的时期，鱼类相当繁盛，各种类别的鱼都有出现，故泥盆纪被称为“鱼类的时代”。最重要的是从总鳍类演化而来的，两栖类、爬行类的祖先——四足类（四足脊椎动物）的出现。
对古气候的研究显示泥盆纪时期是温暖的。化石记录说明当时远至北极地区都处于温带气候。第二次物种大灭绝发生在泥盆纪晚期，其原因也是地球气候变冷和海洋退却。
在距今约3.65亿年前的泥盆纪后期，历经两个高峰，中间间隔100万年，是地球史上第四大的物种灭绝事件，海洋生物遭到重创。
三、距今2.5亿年前的二叠纪末期，导致超过95%的地球生物灭绝。
距今约2.5亿年前的二叠纪末期，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90%的海洋生物和70%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的更新，为
恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。 科学界普遍认为，这一大灭绝是
地球历史从古生代向
中生代转折的里程碑。其他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。
科学家认为，在二叠纪曾经发生海平面下降和大陆漂移，这造成了最严重的物种大灭绝。那时，所有的大陆聚集成了一个联合的古陆，富饶的海岸线急剧减少，大陆架也缩小了，生态系统受到了严重的破坏,很多物种的灭绝是因为失去了生存空间。更严重的是，当浅层的大陆架暴露出来后，原先埋藏在海底的有机质被氧化，这个过程消耗了氧气，释放出
二氧化碳。大气中氧的含量有可能减少了，这对生活在陆地上的动物非常不利。随着气温升高，海平面上升，又使许多陆地生物遭到灭顶之灾， 海洋里也成了缺氧地带。地层中大量沉积的富含有机质的页岩是这场灾难的证明。
这次大灭绝是由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系列原因造成。
有些科学家认为，陨石或小行星撞击地球导致了二叠纪末期的生物大灭绝。如果这种撞击达到一定程度，便会在全球产生一股毁灭性的冲击波，引起气候的改变和生物的死亡。最近搜集到的一些证据引起了人们对这种观点的重视。但大多数生物科学家认为这场灭绝是由地球上的自然变化引起的。
有些科学家认为，气候的变化是形成这场大灾难的主要原因。因为二叠纪末期形成的岩石显示，当时某些地区气候变冷，在地球两极形成了冰盖。这些巨大的白色冰盖将阳光发射回太空，会进一步降低全球气温，使陆上和海上的生物很难适应。如果再加上海平面下降和火山爆发，这就会成为灭顶之灾。
有些生物学家认为，生活方式比较活跃积极的动物，如似哺乳类的单弓类动物需要比别的动物更多的氧气，他们可能是因为大气成分的改变而灭绝的。因为二叠纪末期气温的降低会导致海平面的下降。海床的辽阔煤层区就会暴露在外面，释放出大量二氧化碳到大气中，大气中的氧气含量就会相对减少。
火山爆发回喷出大量气体和火山尘埃进入
大气层。火山灰山团不仅会使动物窒息而死，还有可能遮蔽太阳，使全球气温降低。所以，火山活动也可能是二叠纪末期灭绝事件的原因之一。
西伯利亚就曾经发现当时火山猛烈爆发所喷出的物质。
二叠纪的陆块碰撞接壤而形成了庞大的盘古大陆。来自海上的雨水和雾气再也无法深入内陆地区。于是二叠纪的某些区域就越来越干燥炎热，致使沙漠范围越来越广，无法适应干旱环境的动物就灭绝了。
四、距今2亿年前的三叠纪晚期。发生了第四次生物大灭绝，爬行类动物遭遇重创。
距今1.95亿年前的三叠纪末期，估计有76%的物种，其中主要是海洋生物在这次灭绝中消失。这一次灾难并没有特别明显的标志，只发现海平面下降之后又上升了，出现了大面积缺氧的海水。
五、6500万年前后，白垩纪晚期。突然，
侏罗纪以来长期统治地球的
恐龙灭绝了。
又称：
第五次物种大灭绝，白垩纪大灭绝，恐龙大灭绝。
距今6500万年前白垩纪末期，是地球史上第二大生物大灭绝事件，约75%--80%的物种灭绝。在
五次大灭绝中，这一次大灭绝事件最为著名，因长达14000万年之久的
恐龙时代在此终结而闻名， 海洋中的菊石类也一同消失。其最大贡献在于消灭了地球上处于霸主地位的恐龙及其同类，并为
哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。 这一次灾难来自于地外空间和火山喷发，在白垩纪末期发生的一次或多次陨星雨造成了全球生态系统的崩溃。撞击使大量的气体和灰尘进入大气层，以至于阳光不能穿透， 全球温度急剧下降，这种黑云遮蔽地球长达数年（零点几至几个百万年）之久，植物不能从阳光中获得能量，海洋中的藻类和成片的森林逐渐死亡，
食物链的基础环节被破坏了，大批的动物因饥饿而死，其中就是恐龙。
支持小行星撞击说的科学家们推断，这次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍，爆炸的能量相当于地球上
核武器总量爆炸的l万倍，导致了2.1万立方公里的物质进入了大气中。由于大气中高密度的尘埃，太阳光不能照射到地球上，导致地球表面温度迅速降低。没有了阳光，植物逐渐枯萎死亡；没有了植物，植食性的恐龙也饥饿而死；没有了植食性的动物，肉食性的恐龙也失去了食物来源，它们在绝望和相互残杀中慢慢地消亡。几乎所有的大型陆生动物都没能幸免于难，在寒冷和饥饿中绝望地死去。小型的陆生动物，像一些哺乳动物依靠残余的食物勉强为生，终于熬过了最艰难的时日，等到了古近纪陆生脊椎动物的再次大繁荣。
撞击假说的支持者发现了许多有力的证据，来证明他们的观点。最有力的证据来自在K/T（白垩纪和古近纪）地质界线上发现的铱异常和冲击石英。科学家推测，这种高含量的铱元素就是那颗撞击地球的小行星带来的，冲击石英就是在撞击过程中形成的，但同时撞击所形成的撞击坑却未被找到，多数的陨石坑被认为其大小与推测的不相符。
美国人查特
吉大约l0年前提出了一种类似的假说。他认为，在白垩纪末期撞击地球的凶手不是一颗小行星或者陨石，而是彗星雨。大量的彗星雨撞击到地球上，形成一个环绕地球一周的撞击带，其中有2块巨大的彗星体成为了恐龙大灭绝的“主犯”：一块形成了我们熟知的墨西哥湾附近的巨大的陨石坑，另外一块撞击到现在的印度大陆上，形成的陨石坑比墨西哥湾附近的陨石坑还大。