晚期古生代的蕨类植物同现代的相比有着明显的不同，它们多为木本大树，是造林或成煤植物的主要来源。到了泥盆纪中期，大陆气候变得干旱，裸蕨类的地下部分为了增加吸水面积而产生了细小的叉状旁枝，这种结构已经比较像根了。光秃秃、赤条条的地上输导组织由于受光面积小，迫使其上面长出了许多鳞片状的“突出体”，以增大光合作用的面积，这种突出体也就是原始类型的叶。泥盆纪晚期，气候进一步干旱，一部分裸蕨由于承受不住干旱而衰亡绝灭了，另一部分则在与自然环境的斗争中演变为更加高等的植物，这就是石松类（图34）、真蕨类等蕨类植物。石松类植物：在晚期古生代，石松植物分布很广，属种也远比现在多，它们大多为木本大树，如石松类的鳞木，已纪有了真正的根和简单的针形及线形叶片，它们的茎干有的可以高达40米，基部直径达2米，是石炭纪、二叠纪主要的造煤植物。现代的石松植物属种已经很少（图35），而且多为灌木，植株小型，茎直立或匍匐，且分枝。有简单的小叶。真蕨植物：真蕨植物也是由裸蕨植物演化而来，在泥盆纪已出现，石炭纪、二叠纪大为发展，到了中生代仍然很繁盛，现代尚有400余种，真蕨植物一般生活在潮湿阴暗地区，有不太发育的茎和大型羽状复叶。当然，也有少部分长成高大树木的。一般化石主要是保存叶部，要注意叶的结构、形态及叶脉特点等。节蕨植物：一般茎分节、分枝，叶轮生于节上，大部分茎中心具空腔。如现代的木贼就属于节蕨类。石炭纪、二叠纪节蕨类化石有芦木、楔叶等。总之，晚期古生代的石松类、真蕨类和楔叶类等蕨类植物极为繁盛，形成大片沼泽森林。因此，晚期古生代是蕨类植物的造林时代。由于它们有根、茎、叶的分化，因此为建立更好的陆地植物区系奠定了基础。但是，在蕨类植物的生活史中，受精作用仍离不开水环境，其配子体必须生长于潮湿的环境，因而蕨类植物尚未能像种子植物那样更适合于陆地上的生活。这一点是蕨类植物原始性的反映。它们在二迭纪时开始衰败，到了中生代以后便逐渐为种子植物所超越了。现代蕨类植物约有12000种，我国蕨类植物是较丰富的，约有2600种。它们大多适于林下或山野、沟谷、溪边、沼泽地等较阴湿的环境，从全球来看，尤以热带、亚热带地区最为丰富。