脊椎动物的进化在石炭纪向前跃进了一大步，这就是羊膜卵的出现。这是脊椎动物史上一次重大的革新，其意义可与颌的出现以及脊椎动物从水生向陆上生活的转变相媲美。羊膜卵的完善化像过去发生的几次进化上的重大事件一样，为脊椎动物的发展开创了新的纪元。它使陆上生活的脊椎动物的个体生活史完全摆脱了对水的依赖。
以羊膜卵进行繁殖的动物，卵在母体内受精，然后产在地上或其它适宜的场所，或是在母体输卵管内停留到幼体孵化时为止。卵内含有一个大的卵黄，为成长中的胚胎供应营养，此外，还有两个囊，即羊膜和尿囊。羊膜中充满着液体，并包裹着胚胎，尿囊收容动物胚体在卵内停留期间排出的废物。
最后，在整个结构的外面，包上一层卵壳；卵壳坚韧，足以保护卵体，同时又具有多孔性，可以吸进氧气和排出二氧化碳。这样的卵为胚胎的发育提供了一个保护环境，在效果上，一方面由羊膜提供了一个单独占用的小“水塘”，胚胎可以在其中生长，另一方面坚韧的卵壳保护着卵不受外界的损伤。
动物有了这样的卵才能自由地生活在陆地上，而不必像两栖类那样回到水中繁殖。爬行类就是最早有羊膜卵的动物。
爬行类是由两栖类进化来的，确切地说是从某种迷齿两栖类进化形成的。由两栖类过渡到爬行类发生在地质史中的石炭纪，所跨过的最后关口肯定是以具有羊膜卵为标志的，遗憾的是并没有这方面的化石证据。已知最早的羊膜卵发现于北美洲二迭纪早期的沉积物中，而这一时代比爬行动物完善的适应于陆生生活的时代晚很多。不过从化石上我们还是可以看到两栖类向爬行类发展的情形，例如有一些中间类型兼有进步的迷齿类与原始的爬行类的特征。
