Lịch sử tiến hóa của thực vật là kết quả của việc gia tăng sự phức tạp của cấp tiến hóa từ bè tảo qua rêu, thạch tùng, dương xỉ đến thực vật hạt trần và thực vật hạt kín ngày nay.Vào kỷ Ordovic (cách nay khoảng 450 triệu năm về trước) thực vật trên cạn đầu tiên xuất hiện.[1] Chúng bắt đầu đa dạng hóa vào cuối kỷ Silur (khoảng 420 triệu năm về trước triệu năm trước), và kết quả của sự đa dạng hóa này đã được thể hiện một cách ấn tượng trong các tổ hợp hóa thạch đầu kỷ Devon trong Rhynie chert. Loại đá chert đã bảo tồn các thực vật thời kỳ đầu chi tiết đến mức độ tế bào, được hóa đá trong các suối núi lửa.[2]Vào giữ kỷ Devon, hầu hết các đặc điểm của thực vật được công nhận như hiện tại đã có như bộ rễ, lá và gỗ thứ. Các thực vật không có bào tử cuối Devon như Archaeopteris đã đạt đến cấp độ tinh tế cho phép chúng tạo thành những rừng cây cao. Vào cuối Devon, hạt đã tiến hóa.[3] Sự tiến hóa vượt bậc tiếp tục vào kỷ Cacbon và đang diễn ra như ngày nay. Hầu hết các nhóm thực vật được bảo tồn tương đối nguyên vẹn qua sự kiện tuyệt chủng Permi-Trias, mặc dù cấu trúc của các quần xã đã thay đổi. Điều này có lẽ đã tạo điêu kiện cho sự xuất hiệt của thực vật có hoa trong kỷ Trias (~200 triệu năm về trước), và sự đa dạng hóa của chúng sau đó trong kỷ Creta và trong Paleogene. Các nhóm thực vật chính tiến hóa gần đây là cỏ, chúng trở nên quan trọng trong Paleogen giữa, vào khoảng 40 triệu năm về trước. Cỏ cùng với các nhóm khác đã tiến hóa theo cơ chế mới về trao đổi chất để tồn tại trong điều kiệm môi trường có ít CO2 và nóng, ẩm của các vùng nhiệt đới trong khoảng 10 million years gần đây.