Kuzey Carolina'nın karışık bir jeolojik geçmişi vardı: yaklaşık 600 ila 250 milyon yıl önce, bu devlet (ve Güneydoğu Amerika Birleşik Devletleri) sığ bir su kütlesinin altına batmıştı ve aynı durum Mezozoik ve Senozoyiklerin çoğu için de geçerliydi. Eras. (Sadece Kuzey Carolina'da karasal yaşamın triyas dönemi Ancak, Kuzey Carolina'nın tamamen dinozorlardan ve tarih öncesi yaşamdan yoksun olduğu anlamına gelmez.
Geç dönemde yaşayan hiperpsi Kretase Kuzey Carolina'nın çoğunun suyun üstünde olduğu nadir zamanlardan biri. Missouri'nin resmi devlet dinozoru, ama fosilleri Hypsibema Kuzey Carolina'da da keşfedilmiştir. Maalesef bu hadrosaur (ördek gagalı dinozor) paleontologların nomen dubium: Muhtemelen zaten adlandırılmış bir dinozorun bir birey veya türüydü ve bu nedenle kendi cinsini hak etmiyor.
2015 yılında dünyaya duyuruldu, Carnufex (Yunanca "kasap" için) en erken tanımlanmış timsahemorflardan biridir - ortada archosaurlardan sapan tarih öncesi sürüngenlerin ailesi Trias dönemi ve modern timsahlar yol açtı - ve yaklaşık 10 feet uzunluğunda ve 500 kilo, kesinlikle en büyüklerinden biri. Dinozorlar, atalarının Güney Amerika'daki yaşam alanlarından Orta Trias Kuzey Amerika'ya henüz ulaşamadıkları için Carnufex, Kuzey Carolina'nın zirve avcısı olabilir!
Pek bir dinozor değil, tarih öncesi timsah (adındaki "suchus" a rağmen), Postosuchus yayvan, yarı ton archosaur Geç Kuzey Amerika'da Trias dönem. (Yaklaşık 230 milyon yıl önce Güney Amerika'daki ilk dinozorları üreten bir archosaurs popülasyonuydu.) Yeni bir Postosuchus türü, P. alisonae, 1992 yılında Kuzey Carolina'da keşfedildi; Garip bir şekilde, bilinen diğer tüm Postosuchus örnekleri batı, Teksas, Arizona ve New Mexico'da çok daha uzaklarda ortaya çıkarıldı.
"Şafak balinası" Eocetus'un dağınık kalıntıları, 1990'ların sonunda Kuzey Carolina'da keşfedildi. Bu erken eosen yaklaşık 44 milyon yıl önce yaşamış olan balina, ilkel kolların ve bacaklarının, balina evrimi daha önce bu yarı suda yaşayan memeliler tamamen suda yaşayan bir varlığa adapte olmuşlardı. Ne yazık ki, kabaca çağdaş gibi diğer erken balina atalarına kıyasla Eocetus hakkında çok fazla şey bilinmiyor Pakicetus Hindistan alt kıtasından.
Postosuchus'un yakın bir akrabası olan Zatomus, 19. yüzyılın ortalarında ünlü paleontolog tarafından seçildi Edward Drinker Cope. Teknik olarak Zatomus bir "rauisuchian" archosaur'du; ancak, Kuzey Carolina'da sadece tek bir fosil örneğinin bulunması, muhtemelen nomen dubium (yani, zaten var olan bir archosaur cinsinin bir örneği). Sınıflandırılsa da, Zatomus muhtemelen daha iyi bilinen bir archosaur'un yakın bir akrabasıydı, Batrachotomus.
Kuzey Carolina, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en eski jeolojik oluşumlardan bazılarına sahiptir.Kambriyen Dünyadaki tüm yaşamın okyanuslarla sınırlı olduğu zamanlar (550 milyon yıl önce). Gizemli Pteridinyum, "ediacarans" olarak adlandırılan birçok insan gibi, muhtemelen sığ lagünlerin dibinde yaşayan trilobit benzeri bir yaratıktı; paleontologlar bu omurgasızların nasıl hareket ettiğinden ve hatta ne yediğinden emin değiller.