生物集群灭绝是指在一个相对短暂的地质时段中，在一个以上地理区域范围内，数量众多的生物突然死亡，从而造成生物物种数短时间突然下降。

生物集群灭绝要满足四个条件：

1.量值：达到具有实质意义的绝灭量值。

2.广度：具有全球范围内的广度。

3.幅度：涉及广泛的不同分类单元。

4.时续：限于相对短暂的地质时隔。

生物集群灭绝量值

造成生物集群灭绝的可能原因很多，如地外星体撞击地球、火山活动、气候变冷或变暖、海进或海退（海平面上升或下降）和缺氧等都曾有学者提出，但目前仍未有完全的定论。每次大的灭绝事件，都能在相对短时期内造成80％-90％以上的物种灭绝。但是，少数生命力或逃逸能力强的物种能够忍受灾变造成的极端恶劣的环境，或逃离灾区至异地避难而留存下来。同时，灾变引起的环境变化也给新物种的诞生创造了条件和机遇。大灭绝期间幸存的和新生的物种在灭绝事件后开始复苏和发展，并进而开创生物演化的新篇章，因此每次全球性的灭绝事件后，都伴随着生物的复苏和发展。

太古宙与元古宙应该也有大灭绝事件，但那时以菌藻为主，缺乏化石记录。在显生宙，根据化石记录，曾发生过5次大的生物集群灭绝事件，即奥陶纪末期、泥盆纪末期、二叠纪末期、三叠纪末期和白垩纪末期的生物大规模绝灭。白垩纪-第三纪灭绝事件因恐龙的灭绝而受到关注，不过二叠纪生物绝灭事件却是规模最大、涉及生物类群最多、影响最为深远的一次。较大的灭绝事件可能多达20次以上。

五次大灭绝事件

下表列出5个最主要的灭绝事件,是由大卫·骆普和杰克·塞科斯基于1982年发布的论文被广泛认为的主要灭绝事件。

1.奥陶纪-志留纪灭绝事件（英语：Ordovician–Silurian extinction event）发生在奥陶纪晚期或奥陶纪与志留纪过渡时期。4.50亿年前至4.40亿年前。27%的科与57%的属灭种。从灭种的生物分类的属的数量，被评为五次大灭绝事件的第二位。直接原因是冈瓦纳大陆进入南极地区，影响全球环流变化，导致全球冷化进入安第斯-撒哈拉冰河时期，海面大幅度下降。

2.泥盆纪后期灭绝事件（英语：Late Devonian extinction）3.75亿年前至3.60亿年前，接近泥盆纪-石炭纪过渡时期。 主要是海洋生物的物种灭绝，陆地生物受影响不显著。19%的科、50%的属这次大灭绝事件持续了近2000万年，期间有多次灭绝高峰期。造礁生物消失，竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚10多个科灭亡，称凯勒瓦瑟尔事件，也称弗朗斯-法门事件。由于灭绝事件持续时间很长，其根源很难辨识。可能的生物学原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育，导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少，地球进入卡鲁冰河时期所致。陆生植物进化出发达的根系深入地表土之下数米，加速了陆地岩石土壤的风化，大量铁等元素释放进入地表水，造成了水系的富营养化大暴发，导致了海底缺氧事件。海洋表层的繁盛的有机物的沉降，使得全球碳循环中大气层的二氧化碳大量进入海底沉积层，也加强了地球冷化。泥盆纪也是陆地上生成大煤田的时期，这也加剧了二氧化碳固化入岩石圈。

3.二叠纪-三叠纪灭绝事件 2.51亿年前的二叠纪-三叠纪过渡时期。地球上发生了最大规模的物种灭绝事件，许多动物门类整个目或亚目全部灭亡。曾普遍生长舌羊齿植物群，二叠纪末几乎全部绝灭。早古生代繁盛的三叶虫全部消失。蜓类原有40多个属，该世结束时全然无存。菊石有10个科绝灭；腕足类在同期大约有140个属所余无几。总共57%的科、83%的属 (53%的海洋生物的科、84%的海洋生物的属、大约96%的海洋生物的种，估计有70%的陆地生物包括昆虫的物种灭绝了。对于植物的影响较不明确，但此次灭绝后新植物类群占优势。全世界几乎没有三叠纪早期的煤田形成。这次大灭绝事件的可能成因包括西伯利亚大规模玄武岩喷发造成的附近浅海区可燃冰融化大量释放温室气体甲烷，盘古大陆形成后改变了地球环流与洋流系统等等。

4.三叠纪-侏罗纪灭绝事件 2.0亿年前的三叠纪-侏罗纪过渡时期。23%的科与48%的属的生物灭绝了。其原因尚无定论。

5.白垩纪-第三纪灭绝事件 (缩写为K-T灭绝): 6千5百万年前。大约17%的科、50%的属、75%的物种灭绝了。其成因一般认为是墨西哥尤卡坦半岛的陨石撞击。

第六次大灭绝

主条目：全新世灭绝事件

第六次大灭绝，又称作全新世灭绝事件，是于现今的全新世所发生广泛及持续的灭绝或生物集群灭绝事件。涉及的灭绝集群包括了植物及动物的科，如哺乳动物、鸟类、两栖类、爬行动物及节肢动物，大部份灭绝都是在雨林内发生。于1500年至2006年，世界自然保护联盟就列出了784个已灭绝物种。不过，有很多实际灭绝的物种都没有纪录，一些科学家估计于20世纪，就已有2-200万个物种实际灭绝。根据物种面积曲线估计，每年就有达14万个物种灭绝。

现今物种灭绝的速度估计是地球演化年代平均灭绝速度的100倍。巨型动物群的灭绝一直持续至21世纪。现代的灭绝事件基本上是人类造成的直接影响。

广义来说，全新世灭绝事件亦可包括发生在更新世-全新世之间的第四纪灭绝事件（或称冰河时期灭绝事件）。自一万年前，人类发展及散布开始后造成巨型动物群消失。是次灭绝事件并非源自气候的转变或人类人口过多。不过全新世灭绝事件则延伸至现今的21世纪。

其它较大规模的灭绝事件

上述五大灭绝事件以及第六次大灭绝事件之外，还有以下规模稍小的灭绝事件：

在演化上的重要性

生物灭绝事件时常加快地球生命的演化，因为灭绝事件时常使原本生态环境中占优势的生物急剧衰落甚至绝灭，从而为新的生物的发展提供了更大的空间。在一个生态系统中，新的优势种往往因此取代旧优势物种，而不是由于性状更优。

例如，哺乳形类与哺乳动物在恐龙占优势的中生代时期即已存在，但是无法与恐龙竞争大型脊椎动物的生态区位。白垩纪－第三纪灭绝事件消灭了非鸟类恐龙，使哺乳动物能够进入大型脊椎动物的生态区位。恐龙亦是大灭绝的受益者，因为三叠纪-侏罗纪灭绝事件消灭其最主要的竞争者镶嵌踝类主龙。

另一种观点是提升假说，它预测在有较多物种竞争之生态区位的生物较不易在大灭绝中幸存。这是因为在大灭绝时的剧烈变化，将使原本一些能够让该物种维持一定稳定数量的性状，在竞争物种数量急遽减少时反而变成负担，进而加速其灭亡。

再者，许多在大灭绝中幸存的物种并未恢复原先的数量与多样性，甚至有数量长期下降的趋势（有时被称作"越过死亡线的物种"）。因此， 若以"哪些物种幸存或灭亡"的方式来分析某次大灭绝的话，往往会失于偏颇。

然而，达尔文却坚持，物种间的竞争，例如对食物或生存空间的竞争，在演化上相较于外在环境的变化来得重要。他在《物种源始》一书中表示，“Species are produced and exterminaTED by slowly acting causes...and the most import of all causes of organic change is one which is almost independent of altered...physical conditions, namely the mutual relation of organism to organism-the improvement of one organism entailing the improvement or extermination of others”。

周期性

许多学者认为，灭绝事件的发生具有周期性，大约是每2600万至3000万年之间，或者大约每6200万年就有一些波动变化。对于此种周期性有许多不同的解释，例如太阳可能存在着一颗未知的伴星（涅墨西斯星），太阳系在垂直银河系盘面方向的震荡运行，或者穿越银河系的旋臂。

然而，其他学者认为，海中的灭绝事件并未符合周期性的假设，或者是该生态系逐渐达到了一个特定的临界点，使大灭绝的发生变得不可避免。此外，周期性假说当中许多假设的相关性受到质疑。但支持者则宣称各种纪录中皆有强烈证据显示大灭绝的发生具有周期性，且非生物性的地质化学资料亦有与其一致的周期性。