Evolusi dalam istilah biologi berarti proses perubahan sifat-sifat yang diwariskan dalam suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan itu disebabkan oleh kombinasi tiga proses utama, yaitu variasi, reproduksi, dan seleksi. Sifat-sifat dasar dari evoluasi dibawa oleh gen yang diwariskan pada keturunan mahluk hidup sehingga menjadi bervariasi dalam suatu populasi. Sifat baru dapat diperoleh dari perubahan gen oleh mutasi, transfer gen antar populasi atau antar spesies.

Ketika suatu organisme bereproduksi, keturunannya akan mempunyai sifat-sifat yang baru. Sifat baru itu dapat diperoleh dari perubahan gen akibat mutasi ataupun transfer gen antar spesies atau antar populasi.

Menurut Campbell dkk (2003), berdasarkan catatan fosil yang ada, sejarah adaptasi daratan oleh tumbuhan terdapat empat periode utama evolusi tumbuhan. Periode tersebut merupakan radiasi adaptif yang mengikuti evolusi struktur bagi peluang kehidupan di darat. Keempat periode tersebut, yaitu :

1. Periode Pertama

Periode pertama yaitu pada masa Ordovisian, pada zaman Palaeozoikum, sekitar 475 juta tahun yang lalu. Asal mula tumbuhan diduga berasal dari nenek moyang akuatik, yaitu alga hijau. Adaptasi terhadap kehidupan darat (terrestrial) dibuktikan oleh adanya sporopolenin dan gametangia berlapis yang melindungi gamet dan embrio. Adaptasi ini terjadi pada Bryophyta yang merupakan tumbuhan darat pertama. Briophyta atau tumbuhan lumut ini berkembang menjadi berbagai variasi dalam kelompoknya. Sebagian besar Bryophyta tidak memiliki jaringan vaskuler (air dari lingkungan berdifusi dan diserap oleh sel), namun beberapa Bryophyta memiliki pembuluh pengangkut air.

2. Periode Kedua

Periode kedua evolusi tumbuhan ditandai oleh diversifikasi tumbuhan vaskuler (tumbuhan berpembuluh) selama masa Devon sekitar 400 juta tahun yang lalu. Tumbuhan vaskuler awal ini merupakan tumbuhan tak berbiji, misalnya pada jenis paku-pakuan serta kelompok tumbuhan tak berbiji lainnya.

3. Periode Ketiga

Periode ketiga evolusi tumbuhan dimulai dengan kemunculan biji, yaitu struktur yang melindungi embrio dari kekeringan dan ancaman perubahan lingkungan. Kemunculan tumbuhan biji ini mempercepat perluasan kolonisasi tumbuhan di daratan. Biji tumbuhan terdiri atas embrio dan cadangan makanan yang terlindung oleh suatu penutup. Tumbuhan vaskuler berbiji muncul kira-kira 360 juta tahun yang lalu dengan kemunculan Gymnospermae (diambil dari bahasa Yunani, yaitu Gymnos yang berarti terbuka atau telanjang dan spermae yang berarti benih atau biji). Gymnospermae, terdiri atas konifer (tumbuhan runjung) dengan berbagai variasi jenisnya. Konifer dan paku-pakuan mendominasi kehidupan di hutan belantara selama lebih dari 200 juta tahun.

4. Periode Keempat

Periode keempat dalam evolusi tumbuhan terjadi pada masa Kreta, zaman Mesozoikum sekitar 130 juta tahun yang lalu. Periode ini ditandai dengan kemunculan tumbuhan berbunga yang memiliki struktur reproduksi yang agak rumit di mana biji dilindungi oleh ovarium. Karena biji terlindung sedemikian rupa maka kelompok ini disebut tumbuhan berbiji tertutup atau Angiospermae (diambil dari bahasa Yunani, yaitu Angion yang berarti wadah dan spermae yang berarti benih atau biji).