奥陶纪生物礁生态系统趋于多样化。寒武纪已存在大型动物建造的生物礁，当时的重要造礁者古杯动物属于海绵类群，而非珊瑚。
用 3D 探索奥陶纪的地球 →约4.8亿年前，层孔虫海绵在中国南方建造生物礁。2025年的研究发现其骨骼由磷酸钙矿物组成，将层孔虫礁的记录向前推进了约2,000万年。这些并非现代珊瑚礁，也不是地球上最早的礁。
约4.69亿年前的孢子表明，陆地植物远早于森林就已存在。结合化石与分子钟的研究推测，它们可能起源于更早的寒武纪至早奥陶世。最早获得认可的化石记录，并不能确定这一谱系诞生的确切时刻。
约4.44亿年前，冰川扩张和海平面下降压缩了浅海栖息地，缺氧也威胁着海洋生命。灭绝分多个阶段发生，降温、营养循环和海洋缺氧如何相互作用，仍在研究中。