裸子植物發(fā)生發(fā)展的歷史悠久，最初的裸子植物出現(xiàn)約在34500萬年前至39500萬年之間的古生代泥盆紀(jì)，歷經(jīng)古生代的石炭紀(jì)、二疊紀(jì)，中生代的三疊紀(jì)、株羅紀(jì)、白至紀(jì)，新生代的第三紀(jì)、第四紀(jì)。從裸子植物發(fā)生到現(xiàn)在，地史氣候經(jīng)過多次重大變化，裸子植物種系也隨之多次演變更替，老的種類相繼滅絕，新的種類陸續(xù)演化出來，種類演替繁衍至今?，F(xiàn)代的裸子植物有不少種類是從約250萬年前至6500萬年之間的新生代第三紀(jì)出現(xiàn)的，又經(jīng)過第四紀(jì)冰川時(shí)期保留下來，繁衍至今。

裸子植物雖然具有許多共同的特征，但在系統(tǒng)發(fā)育過程中，這些特征也相應(yīng)地起了變化。營(yíng)養(yǎng)體的次生生長(zhǎng)由微弱到強(qiáng)化，莖干由不分支到多分支。孢子葉由散生到聚生成各式孢子葉球，大孢子葉逐漸特化，雄配子體由吸器發(fā)展為花粉管，雄配子由游動(dòng)精子到無鞭毛的精核，頸卵器退化、簡(jiǎn)化到無等等，這以系列的發(fā)展變化都是和系統(tǒng)演化密切相關(guān)。尤其是生殖器官的演化，使裸子植物有可能更完善地適應(yīng)陸生條件而達(dá)到較高的系統(tǒng)發(fā)育水平。

裸子植物既是種子植物，又是頸卵器植物，是介于蕨類植物與被子植物之間的一群高等植物，它們無疑地是從蕨類植物演化而來的。

現(xiàn)代的蘇鐵和銀杏等裸子植物的原始類型，具有多數(shù)鞭毛的游動(dòng)精子，加強(qiáng)了裸子植物起源于蕨類植物的論點(diǎn)，而從大型葉、厚囊型孢子囊及異型孢子等特征看來，裸子植物不大可能起源于石松植物，也不大可能來自于現(xiàn)代異型孢子的薄囊蕨類，而很可能是起源于異型孢子蕨類的古代原始類群。因此，在中泥盆紀(jì)地層出現(xiàn)的原始蕨類唯一的具有異型孢子的古蕨屬(Archaeopteris），就很可能是裸子植物的遠(yuǎn)祖。

古蕨屬雖是具異型孢子和異型孢子囊的原始蕨類植物，但還沒有胚珠，更沒有形成種子，大概是原始蕨類向著原始的裸子植物演進(jìn)的低級(jí)過渡類型，而在上泥盆紀(jì)出現(xiàn)的種子蕨，或稱為蕨狀裸子植物，雖還沒有真正的種子，但卻具有胚珠，它們占據(jù)著真正蕨類和裸子植物之間的高級(jí)過渡類型。