التنوع الحيوي في التاريخ الجيولوجي للأرض يشير إلى التغيرات الحاصلة في الأنواع الحية خلال ملايين السنين. فقد شهدت الأرض عبر تاريخها الجيولوجي تغيرات في التركيب الجيولوجي للكوكب، مثل الانفصال بين القارات وتكوّن الجبال والبحار وغيرها، وهذا تسبب في تغيّر في الظروف البيئية والاحتياجات الحيوية للكائنات الحية. ومن ثم فقد حدث تغيير في تركيب الأنواع الحية الموجودة على الأرض، من خلال موجات انقراض وتطور وتحول العديد من الأنواع، وهذا يعني وجود تنوع حيوي كبير عبر تاريخ الأرض الجيولوجي.
