人間の家族には系図があり、血縁関係を主体とした家族の血統と重要人物の行動を記録しています。植物界全体を一つの大きな家族と考えると、その“家系図”は進化樹となり、植物の大きな家族の中の様々なグループとそれらの関係を記録しています。科学者たちは、化石データに基づいて、様々な植物体の構造の類似点と相違点を組み合わせて、それらの間の近縁関係を推測し、木図を描きました。これは植物の進化樹、植物系統樹とも呼ばれます。
40億年から35億年前に地球上に出現した最初の生物はバクテリアやシアノバクテリアなどの原核生物でしたシアノバクテリアや色素を持つバクテリアの一部は、日光を利用して栄養素を作り、大量の酸素を放出し、大気の性質を徐々に変化させ、生物のさらなる発展のための条件を整えています。
15億年から14億年前にかけて真核細胞を持つ生物が出現し始め、おそらく水中に生息する鞭毛生物であった。時間の経過とともに、それらは3つの異なる方向に進化しました。1つは、光合成による自己栄養ルートに沿って植物に発展し、もう1つは、既製の栄養素を食べるルートに沿って動物に発展し、3つは、栄養を吸収する非栄養ルートに沿って細菌に発展しました。その中で光合成を行う原始単細胞藻類は次第に多様な藻類植物へと進化し、従属栄養を行う単細胞菌類は様々な菌類へと発展していった。
今から9億年から7億年前にかけて多細胞藻類が出現し始め、様々な緑藻、赤藻、褐藻が海洋に大量に繁殖し、繁栄した藻類は大量の酸素を放出し、その一部は大気中でオゾンを形成し、紫外線を遮断して植物の上陸条件を作り出しました。
約4億年前、緑藻からシダが進化して陸上に進出し、その子孫は陸上生活に適応し、1億4000万年以上にわたって様々なシダが地球を支配しました。シダはまた、乾燥した陸上生活に適した原始的な裸子植物と被子植物を進化させた。一方、おそらく緑藻から進化したコケ植物も、独自の生活様式で陸上生活に適応してきました。
2億6000万年前から1億3600万年前にかけて、裸子植物がシダ植物に取って代わった。約1億年前、地球の気候は変化し、その後いくつかの氷河期があり、ほとんどの裸子植物は徐々に消滅し、被子植物に置き換えられ、今日に至っています。