Severna Karolina ima mešano geološko zgodovino: od približno 600 do 250 milijonov let je ta država (in še veliko drugega, kar bi postalo jugovzhodne Združene države Amerike) je bil potopljen pod plitvim vodnim telesom, enako stanje pa je veljalo tudi za večji del mezozoika in kenozoika Eras (Bilo je le med Triasno obdobje, ki je prizemno življenje v Severni Karolini je imel dolgo časa cvetenje.) Vendar to ne pomeni, da je bila Severna Karolina v celoti lišena dinozavrov in prazgodovinskega življenja.
Hipsibema je živela pozno Kreda obdobje, eno redkih časov, ko je bil večji del Severne Karoline nad vodo. To je uradni državni dinozaver v Missouriju, vendar fosili Hipsibema so odkrili tudi v Severni Karolini. Na žalost to hadrosavra (dinozaver z raško), kar paleontologi imenujejo a nomen dubium: bil je verjetno posameznik ali vrsta že imenovanega dinozavra, zato si ne zasluži svojega rodu.
Razglašen za svet leta 2015, Carnufex (Grško za "mesar") je eden najzgodnejših identificiranih krokodilomorfov - družine prazgodovinskih plazilcev, ki so se sredi razhajali od arhozavrov
Triasno obdobje in vodil do sodobnih krokodilov - in s približno 10 čevljev in 500 kilogramov, zagotovo eden največjih. Ker so bili dinozavri še pred prihodom v srednjo triasno Severno Ameriko iz svojih predniških južnoameriških habitatov, je bil Carnufex morda največji plenilec v Severni Karolini!Ne čisto dinozavra in ne čisto a prazgodovinski krokodil (kljub "takeusu" v svojem imenu) je bil Postosuchus polnoten nogavec arhozaver ki so se med pozno širili po Severni Ameriki Triasno obdobje. (To je bila populacija arhozavrov, ki je pred približno 230 milijoni let sprožila prve dinozavre, v Južni Ameriki.) Nova vrsta Postosuchus, P. alisonae, je bil odkrit v Severni Karolini leta 1992; nenavadno je bilo, da so bili vsi drugi znani vzorci Postosuchusa najdeni veliko dlje proti zahodu, v Teksasu, Arizoni in Novi Mehiki.
Raztreseni ostanki Eoceta, "kitove zore", so odkrili v Severni Karolini v poznih devetdesetih letih. To zgodaj Eocen kita, ki je živel pred približno 44 milijoni let, je imel rudimentarne roke in noge, posnetek zgodnjih faz evolucija kitov preden so se ti polvodni sesalci prilagodili popolnoma vodnemu obstoju. Na žalost ni veliko znanega o Eocetu v primerjavi z drugimi predniki zgodnjih kitov, kot je približno sodoben Pakicetus z indijske podceline.
Bližji sorodnik Postosuchusa je Zatomus sredi 19. stoletja imenoval slavni paleontolog Edward Drinker Cope. Tehnično je bil Zatomus "rauisuški" arhozaver; vendar odkritje le enega fosilnega primerka v Severni Karolini pomeni, da gre verjetno za a nomen dubium (to je primerek že obstoječega roda arhozavrov). Kljub temu, da je Zatomus verjetno bližnji sorodnik bolj znanega arhozavra, Batrachotomus.
Severna Karolina se ponaša z nekaterimi najstarejšimi geološkimi formacijami v Združenih državah Amerike, od katerih nekateri izvirajo iz pred-Kambrijski časi (pred več kot 550 milijoni let), ko je bilo skoraj vse življenje na zemlji omejeno na oceane. Skrivnostni Pteridinij je bil, tako kot mnogi tako imenovani "edijakarani", trilobitsko bitje, ki je verjetno živelo na dnu plitvih lagun; paleontologi niso prepričani, kako se je ta nevretenčar premikal ali celo kaj je pojedel.