В эту эпоху стали формироваться Вогезы, Шварцвальд и Уральские горы. Остатки других, более древних гор встречаются по всей Великобритании и Европе.
200.000.000 лет тому назад начались действительно активные стадии каменноугольного периода. Ранние отложения угля формировались в течение двадцати миллионов лет, предшествовавших этому времени, но теперь образование угля происходило в более широких масштабах. Продолжительность собственно эпохи углеобразования составила немногим более двадцати пяти миллионов лет.
Суша периодически поднималась и опускалась вследствие того, что уровень моря колебался из-за процессов, происходивших на дне океана. Неспокойное состояние коры — оседание и подъемы суши — в сочетании с богатой растительностью прибрежных болот способствовали формированию обширных угольных месторождений, вследствие чего этот период известен как каменноугольный. Во всём мире сохранялся мягкий климат.
Присутствие корней деревьев, которые росли в слое глины, лежащем под нынешними пластами угля, говорит о том, что уголь формировался именно в тех местах, где его находят сегодня. Уголь представляет собой сохранившиеся в воде и видоизмененные под давлением остатки пышной растительности, существовавшей в ту далекую эпоху на болотах и затопленных побережьях. Угольные пласты нередко содержат как газ, так и нефть. Торфяные пласты — остатки древней растительности — превратились бы в один из видов угля, если бы подверглись необходимому давлению и высокой температуре. Антрацит претерпел большее давление и нагрев, чем другие виды угля.
180.000.000 лет тому назад завершился каменноугольный период, в течение которого каменный уголь сформировался по всему миру — в Европе, Индии, Китае, Северной Африке и обеих Америках. В конце этого периода углеобразования поднялась часть Северной Америки к востоку от долины Миссисипи, и с тех пор большая часть этого региона остается над уровнем моря. Этот период поднятия суши знаменует собой начало формирования современных североамериканских гор — как в регионе Аппалач, так и на западе. Действующие вулканы существовали на Аляске и в Калифорнии, а также в горообразовательных районах Европы и Азии. Восточная Америка и западная Европа соединялись гренландским континентом.
Поднятие суши начало приводить к изменению морского климата предшествующих эпох, который стал постепенно заменяться менее мягким и более контрастным континентальным климатом.
Растения этого периода имели споры, повсюду разносившиеся ветром. Стволы деревьев каменноугольного периода обычно имели семь футов в диаметре и нередко достигали ста двадцати пяти футов в высоту. Современные папоротники поистине являются реликтами тех давних эпох.