A evolução geológica das bacias sedimentares paleozoicas está associada à ruptura do paleocontinente Gondwana e à abertura do oceano Atlântico.

As bacias paleozoicas representam as principais bacias sedimentares responsáveis pela produção de petróleo no Brasil.

As bacias paleozoicas são caracterizadas por eventos vulcânicos intrusivos, que podem assumir importante função nos sistemas petrolíferos dessas bacias.

As bacias paleozoicas não possuem potencial para a geração e acumulação de petróleo, pois seus intervalos geradores estão depositados em profundidades nas quais o gradiente geotérmico é insuficiente para gerar os hidrocarbonetos.

As bacias do Solimões, Amazonas, Paraná, Parnaíba e Parecis são exemplos de bacias paleozoicas brasileiras.