目前已经发现了一些前两栖动物物种的化石。例如，已知最早进化成两栖动物的是棘螈，它大约在泥盆纪后期的3.6亿年前进化。它是最早有脚的动物，有脚趾（每个肢干上有八个），没有鳍条，有一个宽大的承重骨盆，鱼鳃可能一直保留到成年。另一种早期两栖动物的化石是介于鱼和两栖动物中间的物种：鱼石螈。最完好的鱼石螈化石发现于格陵兰岛。这种早期两栖动物生活在泥盆纪后期的沼泽，喜欢温和、温暖的气候。这时陆地上的昆虫也在进化，为这些行动缓慢的两栖动物提供了食物。鱼石螈是一种近一米长的动物，有四肢，尾部有一条鳍——两栖动物和鱼类特点的结合，这使得它既能在水里游，也能在陆地上爬。