A evolução das plantas ocorreu através de níveis de complexidade sucessivamente mais complexos, desde os primitivos tapetes de algas, passando pelos briófitos, liópodes, fetos (samambaias) e gimnospérmicas, até às complexas angiospérmicas da actualidade.

Apesar das plantas mais simples continuarem a prosperar, em especial em ambientes semelhantes àqueles em que evoluíram, cada novo nível de organização tornou-se, eventualmente, melhor sucedido, na maioria dos aspectos, que o seu predecessor. Além disso, a maior parte das análises cladísticas, no ponto em que coincidem, sugerem que cada grupo mais complexo teve origem no grupo mais complexo da altura.

Registos fósseis sugerem que há cerca de 1200 milhões de anos (MA), já se formavam tapetes de algas em zonas úmidas na terra, no entanto, as plantas terrestres surgiram apenas durante o período Siluriano, há cerca de 500 MA. Estas começaram a sua diversificação durante o final deste período, há cerca de 420 MA, sendo este fenómeno observado em detalhado admirável num depósito sedimentar fóssil datado do início do Devoniano e conhecido como Sílex de Rhynie. Este sílex preservou plantas primitivas com detalhes ao nível celular, petrificadas em nascentes termais vulcânicas. Em meados do Devoniano, a maioria das estruturas associadas às plantas atuais já eram visíveis, nomeadamente raízes, folhas e sementes.

No final deste período, as plantas atingiram um grau de sofisticação tal, que lhes permitiu forma florestas de árvore altas.

Após o Devoniano, a inovação evolutiva continuou, tendo a grande maioria dos grupos de plantas sobrevivido relativamente incólumes à extinção do Permiano-Triásico, apesar de ter ocorrido uma alteração ao nível da estrutura das comunidades.

Isto pode ter preparado o terreno para a evolução das plantas com flor durante o Triásico (~200 MA), surgindo em massa durante o Cretáceo e o Terciário. As angiospérmicas monocotiledóneas foram o último grande grupo a evoluir, tornando-se importantes no em meados do Terciário, há cerca de 40 MA. As monocotiledóneas, bem como outros grupos, desenvolveram novos mecanismos metabólicos de forma a sobreviver às baixas concentrações de CO2 e às condições de aridez e calor nos trópicos presentes nos últimos 10 MA.