Zu den Pflanzen, die im Mesozoikum lebten, gehören Palmfarne, Cycadeoide, Ginkgoiten, Ginkophyten, Koniferen, Glossopteriden und Angiospermen. Zu Beginn des Mesozoikums dominierten Gymnospermen. Am Ende der Ära begannen Angiospermen zu erscheinen.
Das Mesozoikum ist in drei Perioden unterteilt, in denen viele verschiedene Pflanzenarten aufkamen. Die ersten beiden Perioden, die Trias- und Jura-Periode, sahen den Aufstieg von Gymnospermen, das sind Pflanzen, die keine Samen in ihren Blüten haben, wie zum Beispiel Kiefern. Während der Trias waren 20 Prozent der Weltflora Palmfarne. Derzeit gibt es weltweit nur noch wenige Palmfarnarten. Die Glossopteriden gediehen während dieser Zeit, obwohl sie vor der Jurazeit ausgestorben sind.
Während der Jurazeit blühten Palmfarne noch immer mit vielen Merkmalen moderner Farne. Die Cycadeoide entwickelten sich auch während der Jurazeit, und diese Pflanzen ähnelten den Cycadeen, wiesen jedoch einige deutliche Unterschiede in der Fortpflanzung auf. Ginkgophyten, die kurz vor dem Mesozoikum begannen, begannen sich in 11 verschiedene Arten zu diversifizieren. Auch Koniferen begannen zu wachsen und sich auszubreiten.
In der letzten Periode des Mesozoikums, der Kreidezeit, kamen Angiospermen oder Blütenpflanzen auf. Heute wird der größte Teil des Pflanzenlebens auf der Erde als Angiospermen klassifiziert.
