Năm vụ tuyệt chủng hàng loạt trong lịch sử Trái đất xảy ra vào hoặc gần cuối kỷ Ordovic, kỷ Devon, kỷ Permi, kỷ Trias và kỷ Phấn trắng. Bốn trong số này là ranh giới hiệu quả giữa kỷ nguyên này và kỷ tiếp theo , trong khi sự tuyệt chủng của kỷ Devon xảy ra trong khoảng thời gian 20 triệu năm trong hoàng hôn kỷ Devon. Các loài mất đi trong mỗi lần tuyệt chủng dao động từ 60 đến 96% sự sống trên Trái đất.
Sự tuyệt chủng của loài Ordovic diễn ra trong hai giai đoạn, tiêu diệt từ 60 đến 70% tất cả các loài. Nguyên nhân rất có thể là do sự dịch chuyển lục địa gây ra hiện tượng nguội lạnh toàn cầu, tàn phá các đại dương vốn là nơi sinh sống của mọi sự sống vào thời điểm đó.
Sự tuyệt chủng của kỷ Devon là một sự kiện kéo dài, có tới bảy đợt tuyệt chủng khác nhau xảy ra vào cuối kỷ Devon. Nguyên nhân rất có thể là khác nhau, nhưng tổng cộng các sự kiện đã xóa sổ 70% sự sống trên hành tinh.
Cuộc tuyệt chủng kỷ Permi là cuộc đại tuyệt chủng nghiêm trọng nhất trong lịch sử Trái đất, với 96% sinh vật biển và 90 - 96% sinh vật trên cạn bị tuyệt chủng. Nó có thể được gây ra bởi sự kết hợp của sự sụp đổ môi trường và một sự kiện thảm khốc.
Sự tuyệt chủng kỷ Trias vẫn còn là một bí ẩn đối với các nhà cổ sinh vật học, nhưng trong suốt 10.000 năm, 70 đến 75% sự sống trên Trái đất đã biến mất. Sự tuyệt chủng trong kỷ Phấn trắng là nổi tiếng nhất, vì nó báo trước sự kết thúc của loài khủng long. Ít nhất 75% tất cả các loài trên Trái đất đã tuyệt chủng, rất có thể là do một loạt các tác động của tiểu hành tinh lớn và kết quả là biến đổi khí hậu.
