Ранний девон являлся геократической эпохой — эпохой господства суши, обширных поднятий материков и регрессий моря. Море (по А. Б. Ронову и В. Е. Хаину, 1954) занимало лишь 30% современных материков. В геосинклиналях площадь морских осадков в среднем не превышала 50%, а на платформах — 17%. Моря почти полностью исчезли в Кордильерской геосинклинали и сократились в Урало-Тянь-Шаньской и Тасманской. Сушей стали: Восточно-Европейская платформа, Центральный Казахстан, Западный Саян. Трансгрессивный характер сохраняли моря в геосинклиналях Верхояно-Чукотской и Андийской (в Южной Америке). Характерно интенсивное погружение прогибов, заполнявшихся продуктами размывавшейся суши. В целом климат раннего девона отличался континентальностью и аридизацией.

  Средний девон характеризовался некоторой перестройкой структурных планов, нарастанием морских трансгрессий в ряде геосинклиналей и платформ, уменьшением амплитуды поднятий и связанным с этим общим уменьшением распространения обломочных и увеличением соленосных и морских карбонатно-обломочных формаций. С усилением погружений связана активизация вулканизма. Море заняло более 40% площади материков. Широкое развитие получила трансгрессия в геосинклиналях Кордильер, Австралии, Восточной Азии. Расширилась Урало-Тянь-Шаньская геосинклиналь. Море затопило большие части Восточно-Европейской и Сибирской платформ, начало затоплять Северо-Американскую и Австралийскую платформы. Вместе с тем на платформах Южной Америки, в меньшей мере Африки, площади осадконакопления продолжали сокращаться. Вулканизм в каледонидах в конце эпохи значительно ослабел. Климат стал мягче. Развивалась растительность. На суше появился почвенный покров.

  В позднем девоне продолжалось перераспределение суши и моря. Различная направленность колебательных движений северной — Лавразийской и южной — Гондванской групп континентов сохранилась. На С. Евразии и Северной Америки увеличение площадей осадконакопления и трансгрессии было менее значительным, а в конце эпохи (в фаменском веке) на платформах сменилось регрессиями. Сибирская платформа освободилась от моря. Море в пределах Русской плиты превратилось в лагуны. На юге, в Австралии, площадь моря не изменилась, в Африке она уменьшилась, а в Южной Америке море почти полностью покинуло материк. Поднятия Индостанской платформы выдерживались в течение всего девона. Общие площади морей на платформах и в геосинклиналях мало изменились. Сохранилось сходство в формационном составе отложений, среди которых преобладала морская карбонатно-обломочная формация. Увеличились площади накопления карбонатной и подводно-вулканогенной спилит-кератофировой формации, связанной с увеличением вулканизма в герцинских геосинклиналях, особенно расположенных вблизи Тихого океана. Эпоха завершилась местами складчатостью и поднятиями, сопровождавшимися кислыми и основными интрузиями.

  Схема стратиграфии девонской системы

  Органический мир. Большим изменениям палеогеографической обстановки, вызванным каледонскими поднятиями и осушениями, соответствовало изменение органического мира. Осушение способствовало развитию наземных животных и растений. Опреснённые и пресноводные бассейны континентов заселяются рыбами. От кистепёрых рыб в позднем девоне произошли первые амфибии — стегоцефалы. Растения, впервые появившиеся на суше в силуре, в Д. п. начинают завоёвывать материки. Остатки их всё чаще и чаще появляются в озёрных, дельтовых, лагунных и прибрежно-морских отложениях. Появляются небольшие пласты угля. Уже в раннем девоне существовали многие группы высших наземных растений. Значительно разнообразнее стали появившиеся ещё в силуре псилофиты и плауновидные. Возникли первые прапапоротники. В среднем девоне появились праголосеменные (прогиленоспермы) и, возможно, членистостебельные. В позднем девоне богатство наземного растительного мира возрастает ещё больше.

  Праголосеменные становятся основной группой растений и в конце периода дают начало настоящим голосеменным. Более разнообразными становятся прапапоротники, появляются членистостебельные. Обогащение флоры находит отражение в увеличивающемся разнообразии комплексов ископаемых спор и пыльцы.

  Крупные изменения претерпевает морская фауна. Резко сокращается число цистоидей, в D₁ вымирают граптолиты, продолжают существовать наутилоидеи, появляются и пышно развиваются аммоноидеи. Очень широко распространяются панцирные рыбы; Д. п. часто называют «веком рыб». В течение Д. п. постепенно развиваются фораминиферы главным образом с известковой раковиной. Появляется много новых родов и семейств радиолярий. Продолжается развитие кониконхий (тентакулоидей): тентакулитов, новакий и стилиолин. Достигают расцвета брахиоподы, остракоды, табулятоморфные и четырёхлучевые кораллы.