On a d'abord divisé ces formations en trois étages : Ie Culm ou anthracifère à la base, et les Houiller inférieur et Houiller supérieur au-dessus. Lapparent a précisé ces divisions : au Culm ou Anthracifère, il a donné le nom de Dinantien, parce que l'anthracite n'est pas particulièrement caractéristique de cet étage qui est très developpé dans la vallée de la Meuse, près de Dinant. Le Houiller inférieur devient, pour cet auteur, l'étage Westphalien, parce que ses assises sont remarquablement développées en Westphalie. Enfin, le Houiller supérieur prend le nom de Stéphanien, de Saint-Etienne (Loire). Ces divisions ont évolué, comme le montre le tableau suivant; aujourd'hui, on distingue dans le Carbonifère sept étages, distribués dans deux époques : 

Faune.
La distinction entre une faune marine et une faune terrestre s'accentue. Dans la faune marine, les Foraminifères sont nombreux; ce sont les Saccamina, parmi les agglutinants et les Fusulines, qui, par l'agglomération de leurs coquilles, ont formé des calcaires qui existent en Russie, en Chine et au Japon. Les Polypiers appartiennent aux groupes des Tabulés, des Tétracoralliaires et des Axophyllidés. Les Echinodermes sont des sortes d'Encrines, des Cystides, des Blastoïdes, puis de nombreux Oursins. Parmi les Brachiopodes, citons les Spirifère et les Productidés. Les Mollusques abondent; ce sont des Gastéropodes, des Pélécypodes et des Céphalopodes nautilidés (Nautiles, Orthoceras) et Ammonitidés (Goniatites). Les Crustacés consistent en Trilobites réduits au genre Phillipsia et en Décapodes Macroures. 

Parmi les Poissons, ce sont surtout des ganoïdes tels que les Palaeoniscus, qui peuplent les eaux, puis des Sélaciens, tels que les Cestracions, les Cochliodus, les Cladodus; on trouve aussi de nombreux piquants (Ichtyodorulithes) ayant appartenu à diverses espèces, puis les Pleuracanthidés, pouvant servir de passage entre les requins et les Dipnoïques (Ch. Brongniart). Il faut citer d'autres Vertébrés, les Stégocéphales, qui avaient quatre pattes comme les Batraciens et des plaques dermiques (anthracosaurus). 

Dans les eaux douces existaient des Crustacés phyllopodes, des Mollusques Gastéropodes pulmonés, mais à terre vivaient des quantités d'Arthropodes. C'étaient des Arachnides tels que des Scorpionides, des Anthracomarti, des Aranéides, puis des Myriapodes, 

Parmi les  Insectes ont trouve des Thysanoures, des Névroptères, des Orthoptères et des Homoptères. Les Névroptères ressemblaient à nos Ephémères, Perlides, Libellules, mais quelques espèces étaient de taille gigantesque; telle la Meganeura Monyi, qui atteignait 0,70 m d'envergure. Un des faits les plus remarquables à signaler, c'est que beaucoup de ces Insectes avaient trois paires d'ailes; celles-ci, souvent, étaient parées des plus belles colorations. Les Polynéoptères étaient des Blattes, des phasmes, des Sauterelles. Des sortes de Fulgorides représentaient les Homoptères.

Flore.
La flore carbonifère, extrêmement riche et vigoureuse, appartient à deux groupes, qui sont les Cryptogames acrogènes, comprenant Sphénophyllées, Lycopodinées, Equisétinées (Prêles), Filicacées, etc., et les Gymnospermes : Cycadales, Cordaïtées, Conifères. Les individus de cette flore, étaient alors gigantesques; les Lycopodinées étaient représentées, à cette époque, par de grands arbres : Lepidodendron, Sigillaria, Stigmaria, ces derniers constituant évidemment l'appareil radiculaire des précédents. Chez les Pécoptéridées, les troncs des espèces arborescentes avaient jusqu'à 15 et 18 mètres de hauteur : Pecopteris, Caulopteris, Psaroniocaulon, Psaronius, etc. Beaucoup plus grands que nos Prêles, les Calamites mesuraient de 4 à 5 mètres; ils se reproduisaient par rhizomes traçants, donnant naissance à des tiges aériennes. Les Calamodendron comprenaient des arbres de 30 à 40 mètres; les Cordaïtes, de 20 à 40 mètres. Au lieu de former dans leur bois, comme chez nos Dicotylédones, des anneaux concentriques correspondant aux saisons, les arbres du Carbonifère indiquent, par leur homogénéité, un climat constant, égal, dont les variations paraissent du moins à peu près insensibles.

Indiquons ici les trois phases établies par Grand'Eury pour la flore des formations de l'hémisphère boréal : la première dite du Culm , la deuxième dite Westphalienne, et la troisième ou Stéphanienne. Chacune d'elles est ensuite divisée en zones dites inférieure, moyenne et supérieure; ces zones correspondant chacune bien plus à la prépondérance de certains genres qu'à leur apparition. Les zones inférieure, moyenne et supérieure de la première phase correspondent à la prédominance des Archaeopteris, des Lycopodinées et des Sélaginées. Les zones de la deuxième phase correspondent à l'abondance des Ulodendron, des Sigillaria et des Lepidophloïos et Nevropteris. Enfin, l'apogée des Pecopteris et Cordaïtes, l'horizon de Annularia stellata et le développement des Calamodendron, correspondent aux trois zones de la troisième phase. C'est au cours de cette dernière phase que se sont formés les bassins houillers français. (NLI).