Палеозой
В начале эры южные материки были объединены в единый суперконтинент Гондвану, а к её концу к нему присоединились другие континенты и образовался суперконтинент Пангея. Началась эра с кембрийского взрыва таксономического разнообразия живых организмов, а закончилась массовым пермским вымиранием. Породы, образовавшиеся в течение палеозойской эры, называются палеозойской группой. Эту группу впервые выделил в 1837 году английский геолог Адам Седжвик.
Карибское море
В ранней Юре вследствие мощной трансгрессии во́ды Неотетиса прорвались в область современного Мексиканского залива, создав здесь обширный мелководный бассейн. Возникновение глубоких котловин Карибского бассейна произошло в эпоху среднеюрского рифтогенеза. Возникновение этих бассейнов ознаменовало начало раскрытия Атлантического океана и способствовало деструкции Пангеи II в конце поздней Юры. На протяжении Мелового периода Карибское море приобрело очертания, близкие к современным. В раннем Палеогене, в результате мощной регрессии моря Карибское море было обособлено от Мексиканского залива и Атлантики участком суши, образованным островами Куба и Гаити и поднявшимися более низкими участками суши. В таком внутриконтинентальном положении Карибское море пребывало большую часть Кайнозоя вплоть до Голоцена, когда поднявшийся уровень вод Мирового океана восстановил сообщение Карибского моря с Атлантическим океаном.
Дно Карибского моря сложено корой субокеанического типа и заполнено донными отложениями — красной глубоководной глиной в глубоких впадинах и желобах, известковыми фораминиферовыми илами на поднятиях и слабомарганцовистыми известковыми илами на хребтах и континентальных склонах. Глинистые минералы, скорее всего, были вынесены с континента реками Ориноко и Магдалена. Отложения на дне Карибского моря и Мексиканского залива имеют толщину около 1 км. Верхние осадочные слои относят к периоду от мезозоя до кайнозоя (250 млн лет назад — настоящее время), а нижние — к палеозою и мезозою. В процессе накопления седиментов выделяют три фазы, причём первые две происходили без деформаций Карибской плиты. В процессе первой фазы Центрально-Американское море (Карибское море и Мексиканский залив), вероятно, отделилось от Атлантического океана, к концу второй фазы небольшие смещения и деформации привели к образованию хребтов Авес и Беата. Панамский перешеек и Антильская островная дуга образовались в результате воздействия вертикальных сил, без горизонтального смещения. Толщина седиментов уменьшается от центра котловин к суше, хотя слои, сформировавшиеся в период кайнозоя (за последние 65 млн лет), по большей части плоские, поскольку образовались после возникновения деформаций. Проливы в Тихий океан возникали в меловой период (144—65 млн лет назад), но в миоцен и плиоцен между Северной и Южной Америками сформировалась сухопутная перемычка.