Karbonsko razdoblje (što znači “ugljikonosno”) je geološko vremensko razdoblje koje je trajalo oko 60 milijuna godina, između devonskog razdoblja prije 340 milijuna godina (mia) i permskog razdoblja 280 milijuna godina.
Tijekom razdoblja karbona bujale su močvare i šume, proizvodeći višak atmosferskog kisika do 80% više od današnje razine, te ogromne količine raspadajuće organske tvari. Ova organska tvar se na kraju pretvorila u ugljen nakon milijuna godina pritiska tla i stijena iznad njega, a odgovorna je za postojanje velikih naslaga ugljena u Engleskoj i zapadnoj Europi. Ova ležišta ugljena, koja potječu iz razdoblja karbona, potaknula su prvu industrijsku revoluciju i i dalje se kopaju za ugljen.
Razdoblje karbona bilo je kada je formiran poznati superkontinent Pangea, oko 300-345 mia. Nastala je kada se nekoliko manjih kontinenata guralo jedan u drugi, što je dovelo do Apalača, planine Atlas i Urala. Pangea je bila toliko velika da je njezino središte bilo vrlo suho, ali su obalna područja bujala velikom i egzotičnom florom i faunom. Tijekom razdoblja karbona bilo je moguće da životinje migriraju sve od sjevernog do južnog pola. Višak kisika zbog bujnog rasta cvjetova doveo je do gigantizma kod određenih vodozemaca i insekata, uključujući najvećeg kukca koji je ikada evoluirao, pretka vretenca, s rasponom krila od 73 cm (29 inča). Brahiopodi su bili uobičajeni tijekom razdoblja karbona, a drevne vrste poput trilobita počele su izumirati.
Velike karbonske naslage nastale tijekom razdoblja karbona bile su posljedica dvaju glavnih čimbenika: evolucije kore na stablima u obliku organskog polimera lignina; i niže razine mora, što je omogućilo rast šuma i močvara na nizinama koje bi prethodno bile poplavljene. Lignin je bio odlučujuća evolucijska prednost za mnoga stabla, štiteći ih od vanjskog svijeta i čineći ih manje probavljivim za životinje. Bilo je potrebno mnogo milijuna godina da se razviju bakterije i životinje koje bi mogle učinkovito probaviti lignin, uzrokujući velike nakupine organskog materijala na tlu, ponekad i više od 2 m (6.5 stopa). Lignin još uvijek čini jednu četvrtinu do polovicu drva kada je osušen. Nastaje unutar biljke uklanjanjem vode iz određenih šećera.
Razdoblje karbona može se podijeliti na niz kraćih podrazdoblja, od kojih svaki traje oko 10 milijuna godina: turnaško, vizejsko, serpuhovsko, baškirsko, moskovsko, kasimovsko i gželijsko razdoblje.