三叠纪是中生代的第一个纪，是古生代生物群消亡后现代生物群开始形成的过渡时期。海洋无脊椎动物类群发生了重大变化，内生、游泳的软体动物—甲壳动物群落取代表生、固着的腕足动物—海百合群落而成为海洋中的优势群落；六射珊瑚取代四射珊瑚，并迅速发展，遍及全球。与古生代相比，双壳类和菊石类也多属新发展的种类，菊石多具有复杂的纹饰和菊石式缝合线。
三叠纪时，脊椎动物得到了进一步的发展。其中，槽齿类爬行动物出现，并从它发展出最早的恐龙，三叠纪晚期，蜥臀目和鸟臀目都已有不少种类，恐龙已经是种类繁多的一个类群了，在生态系统占据了重要地位因此，三叠纪也被称为“恐龙世代前的黎明”。与此同时，从兽孔类爬行动物中演化出了最早的哺乳动物—似哺乳爬行动物，但是，在随后从侏罗纪到白垩纪长达1亿多年的漫长岁月里，这批生不逢时哺乳动物一直生活在以恐龙为主的爬行动物的阴影之下，直到新生代才成为地球的主宰。
菊石类动物早在后古生代的泥盆纪就已经出现了，但它们的繁盛却是在三叠纪。菊石是卷壳鹦鹉螺的后代，因此外貌与鹦鹉螺是极其相似的，不同点在于菊石有明显的螺纹，向内延伸呈螺旋状排列。作为新版本的头足类动物，它有着相对轻盈的壳，可以更加灵活的游动。菊石的个体差异很大，小的仅几厘米，但最大的直径能超过两米，比磨豆花的石盘还大，极具视觉震撼。菊石是海洋中灵活的捕食者，但是它们可不是主宰，因为有更可怕的生物以它们为食。
鱼龙类生物在三叠纪早期就出现了，它们是恐龙时代海洋的标志性动物。鱼龙并不是由鱼进化而来的，是由爬行动物从陆地重新回到海洋的“逆进化”过程而来。鱼龙和海豚非常相似，有着长长的嘴，尖利的牙齿以及肥硕的身躯，它们是凶残的捕食者，食物包括鱼类、菊石类，甚至同类。鱼龙和海豚的不同点在于，鱼龙有一双特大的眼睛，像盘子一样，而海豚是眯眯眼。鱼龙的尾鳍是竖立型的，靠左右摆动前进，而海豚尾鳍是平行的，靠上下摆动推进。三叠纪中，小型鱼龙如混鱼龙，仅有1米长，体重不足百斤，而大型鱼龙，如短头鱼龙，身长15米，重达10多吨。鱼龙在后期发展中体型越来越大，甚至大到超乎想象，至今饱受争议的新西兰鱼龙，就是很好的例子。
腔骨龙是最早的食肉恐龙，生存于三叠纪晚期。它们有着三角形的长脑袋，牙齿细小尖锐，体型纤细，普遍身长1米，体重20斤。它们应该是由蜥蜴进化而来，是首次以两腿直立活动的动物。它们成群结队的出没，几乎什么都吃，捕食爬行类，鱼类、两栖类和昆虫类生物，甚至可以和古生代的波斯特鳄大战。在后期发展中，腔骨龙成为了兽脚目恐龙的先祖。
尼亚萨龙（学名"Nyasasaurus"）是三叠纪爬行动物的一属，很可能是最古老的恐龙或者恐龙近亲物种，生存于三叠纪中期的非洲，身长约2到3米，体重20—60千克。尼亚萨龙的上臂边缘处有一排隆起的骨头；隆骨将原骨头的长度延长了30%，这是明显的恐龙特征。尼亚萨龙被一些古生物学家认为可能是已知最古老的恐龙。它生活的时期比之前所认定的最古老恐龙早1000万年，这可能会改变之前研究者们对恐龙进化的看法。
但是科学家们也“严谨”地表示，尼亚萨龙很可能，但不能确定是一种恐龙，因为上臂骨的化石并不完整，不过即使它不是真正的恐龙，一个如此古老的恐龙近亲物种的存在也会保证恐龙也一定起源于那个时期。
原颚龟是最早的龟，是当今乌龟、鳖等动物的祖先，它们由杯龙类动物进化而来，体型上它们小了很多，背部开始全部覆盖坚硬的盔甲，和当今的鳄龟非常类似。原颚龟在行动方式上也有所改变，由之前的四腿直立行走变成了匍匐前进。食性上它们依然是素食，但是逐渐的分化出一支肉食性龟类。
翼龙是一种神奇的动物，它们出现于三叠纪中晚期，很难明白它们是怎么进化出翅膀，进而飞向天空的。翼龙由小型蜥蜴进化而来，前期的翼龙还具有明显的蜥蜴特征，头部狭长，嘴里布满了利齿。它们一般体型不大，如蓓天翼龙，仅有20厘米长，100克重，就和小鸟一样。它们逐渐取代了巨型昆虫，成为了天空的统治者。翼龙虽然叫恐龙，但是它并不是真正意义的恐龙，而且人们习惯性的叫法，翼龙属于爬行类动物。
