Каледонский этап охватывает два первых периода палеозойской эры — кембрийский и силурийский — и продолжается около 200 млн. лет.
В первой половине каледонского этапа господствует тенденция опускания земной коры, нарушаемая на исходе кембрия поднятиями, а во второй половине — тенденция поднятия, нарушенная прогибаниями. Поднятия и опускания неоднократно меняли соотношение суши и моря; первые, сопровождаясь морскими регрессиями, способствовали увеличению площади суши, вторые вызывали трансгрессии и приводили к расширению площади морей. Усиление тенденции к поднятиям усиливает и проявление складкообразовательных движений, особенно мощных на границе нижнего и верхнего силура и на границе силура и девона. Совокупность их, получившая название каледонской складчатости, привела к дальнейшему увеличению площади платформ, унаследованных от протерозоя. Каледонские складчатые структуры (каледониды) наращивают и обрамляют с юга Сибирскую платформу (Саяны — Прибайкалье), северо-западный край Русской платформы и северную часть Канадской.
Таким образом в течение каледонского этапа продолжается усложнение состава и строения земной коры. Продолжается и образование сиалической оболочки (в геосинклиналях), вместе с этим растёт и общий объём осадочной толщи, исходный материал для которой дают новые массы изверженных пород.
Неоднократные перемены в облике ландшафтной оболочки на протяжении кембрия и силура, несомненно, касались и климатической обстановки. Дифференциация климатов сглаживалась в эпохи трансгрессий, обострялась при теократическом режиме. Теократические периоды — это периоды значительного увеличения площади суши (в противоположность талассократическим, когда сильно возрастает площадь морей). В целом же направленное изменение климата выразилось в образовании четырёх обширных климатических зон: на севере засушливой (о чем говорят соли мыса Нордвик, соли и гипсы Сибирской платформы), далее к югу влажной (руды железа и марганца Англии, Кара-Тау, Салаирского кряжа и Саян), ещё южнее жаркой и сухой (аридные осадки Индии, Австралии и Африки) и ещё южнее опять влажной (марганцевые руды южной Африки).
Смена экологических условий, обусловленная перераспределением суши и моря, появлением горных стран, изменением климата, физического характера суши и моря и т. д. служила мощным стимулом к непрерывному развитию органического мира.
Главной ареной жизни по-прежнему оставалось море. Важнейшим событием здесь было появление первой фауны рыб (силур). Другое важное событие каледонского этапа — возникновение в силуре первых наземных животных (примитивных скорпионов и многоножек), а ещё раньше (нижний кембрий) — псилофитовой флоры, первой наземной растительности. Небольшие травянистые или деревянистые растения, слоевище которых ещё не разделялось на стебель, корень и лист, населяли разные климатические области, но их однообразный и не очень густой покров типа «кустарников» не содержал сколько-нибудь ярких признаков биологической зональности.