生物灭绝又叫生物绝种。它并不总是匀速的，逐渐进行的，经常会有大规模的集群灭绝，整科，整目甚至整纲的生物在可以很短的时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。在集群灭绝过程中，往往是整个分类单元中的所有物种，无论在生态系统中的地位如何，都逃不过这次劫难，而且还常常是很多不同的生物类群一起灭绝，却总有其它一些类群幸免于难，还有一些类群从此诞生或开始繁盛。大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约2500年就会发生一次，但集群灭绝对动物的影响最大，而陆生植物的集群灭绝不象动物那样显著。
最近七亿年以来大规模的集群灭绝至少出现过九次之多，其中最大规模的集群灭绝出现过两次。第一次发生在古生代末期，这次灭绝主要发生在海洋中，当时发生了生物礁的第三次瓦解。古生代末期灭绝的类群有原生动物门的纺锤虫的全部；腔肠动物门的四射珊瑚的全部；软体动物门的菊石的大部分，软舌螺的全部；节肢动物门的板足鲎的全部；棘皮动物门的海蕾的全部，海百合的大部分；腕足动物门的大部分；苔藓动物门的大部分。陆地动物的灭绝没有那样显著。第二次发生在中生代末期，即著名的“恐龙灭绝”，海洋和陆地的动物都发生了大规模灭绝，但海洋中的灭绝没有古生代末期那次的剧烈。中生代末期灭绝的类群有许多浮游生物；软体动物门的厚壳蛤的全部，菊石的全部，箭石的大部分，很多类群的腹足类；爬行动物门的恐龙，中鳄，翼龙，很多类群的海洋爬行动物。规模较大的集群灭绝还有如晚泥盆世时伴随层孔虫灭绝的生物礁的第二次瓦解，灭绝或衰落的动物主要还有日射珊瑚，甲胄鱼类和盾皮鱼类，五房贝类等。晚三叠纪时早期爬行动物被新的爬行动物所代替，灭绝或衰落的动物主要有似哺乳爬行动物，槽齿类，杯龙类，幻龙类，全椎类两栖动物，菊石的大部分，很多腹足类以及牙型石等。
人类诞生以来特别是人类进入文明社会以来，大大加速了生物的灭绝。美洲乳齿象等美洲的大型哺乳动物的灭绝可能与人类进入美洲有关。最近一二百年来生物灭绝的速度达到空前，并且是同时发生在动物界和植物界。北美的旅鸽从几十亿只到绝种只有几十年的时间，现在9000余种鸟中有将近1000种的生存状态受到严重威胁，有很多动物只剩下了几十或几百只，象白鱀豚等动物的绝种几乎是可以预料的事。
地球地质史上六次大规模生物灭绝
1.寒武纪与奥陶纪之交，距今约5.1亿年前
2.奥陶纪与志留纪之交，距今4.38亿年前
3.晚泥盆纪，距今3.75~~3.55亿年前
4.二叠纪与三叠纪之交，距今2.5亿年前
5.三叠纪与侏罗纪之交，距今2.05亿年前
6.白垩纪与第三纪之交，距今0.65亿年前
注：许多人认为元古代时期，埃迪卡拉动物群的消失也代表一次大规模的生物灭绝
