由于中生代时期全球普遍处于温暖气候的影响下，冰川沉积不发育，海相沉积和陆相沉积发育广泛，海相沉积以海相碎屑岩和碳酸盐岩为主，含有丰富的菊石等头足类化石，爬行类（特别是恐龙）和鱼类化石丰富，有始祖鸟类化石出现。
干旱条件下产生的陆相地层以红层为主，是炎热条件下产生的氧化相地层，冲积扇、辫状河等干旱气候发育的沉积相在地层当中广泛分布，同时广泛分布沼泽，含有丰富的裸子植物、昆虫和淡水鱼类（如狼鳍鱼）化石，爬行类和始祖鸟类化石也广泛出现在陆相地层当中，煤系地层广泛发育。
