关于苔藓植物的起源，目前无一致意见，主要有两种假设：一种假设认为苔藓植物是从原始的裸蕨植物演化而来；另一种假设认为苔藓植物起源于古代绿藻。

苔藓植物的配子体虽然有茎叶分化，但构造简单，没有真根和疏导组织，有性生殖必须借助水，尚不能像其他高等植物那样充分适应陆生生活；另外，苔藓植物的孢子体不能独立生活，须寄生在配子体上。因此多数学者认为，苔藓植物在植物系统演化中只能是一个盲支。

蕨类植物起源于裸蕨植物，沿3条进化路线通过趋异演化发展而来的。

第一支为石松类，这是蕨类植物中最古老的一个类群。在泥盆纪早期出现了草本类型的刺石松(Baragwanathia)；在泥盆纪中期至石炭纪时出现了高大乔木类的石松植物，如鳞木属(Lepidodendron)、封印木属(Sigillaria)等；二叠纪时石松类逐渐衰退；现存的石松类仅为小型草本。刺石松是最原始的石松类植物，它是裸蕨植物和典型的石松类植物之间的过渡类型。

第二支为木贼类(楔叶类)，也在泥盆纪出现，最古老的类型是海尼属(Hyenia)和古芦木属(Calamophyton)，其特征与裸蕨类和木贼类均相似，被认为是裸蕨类与典型木贼植物之间的过渡类型。

第三支为真蕨类，最早出现于泥盆纪的早、中期，著名化石为小原始蕨(Protopteridium)。泥盆纪至石炭纪时的真蕨多为大型树蕨，但到了二叠纪时这些古代的真蕨类大多已绝灭，仅有部分小型蕨类延续下来，到三叠纪和侏罗纪时又演化发展出一系列新类群，现代生存的真蕨多为三叠纪和侏罗纪时的发展产物。

多数学者认为，种子植物是由裸蕨植物演化而来的，裸蕨植物先产生出前裸子植物，再由前裸子植物演化出裸子植物和被子植物。