North Carolina har haft en blandad geologisk historia: från cirka 600 till 250 miljoner år sedan, denna stat (och mycket annat av vad som skulle bli sydöstra USA) var nedsänkt under en ytlig vattenmassa, och samma situation var för mycket av Mesozoic och Cenozoic Epoker. (Det var bara under Triasperiod det jordiska livet i North Carolina hade en längre tid att blomstra.) Men det betyder inte att North Carolina var helt berövad av dinosaurier och förhistoriskt liv.
Hypsibema levde under sent krita period, en av de sällsynta tidsåtgångarna när större delen av North Carolina låg över vattnet. Det är den officiella statsdinosaurien i Missouri, men fossiler av Hypsibema har också upptäckts i North Carolina. Tyvärr detta Hadrosaur (duck-fakturerad dinosaurie) är vad paleontologer kallar en nomen dubium: det var förmodligen en individ eller art av en redan namngiven dinosaurie, och förtjänar därför inte sitt eget släkte.
Tillkännagav till världen 2015, Carnufex (Grekiskt för "slaktare") är en av de tidigaste identifierade krokodylomorferna - familjen av förhistoriska reptiler som divergerade från archosaurs under mitten
Triassic period och ledde till moderna krokodiler - och på cirka 10 fot långa och 500 pund, säkert en av de största. Eftersom dinosaurier ännu inte hade kommit till Mellan Trias Nordamerika från deras förfäder Sydamerikanska livsmiljöer, kan Carnufex mycket väl ha varit toppet rovdjur i North Carolina!Inte riktigt en dinosaurie, och inte riktigt en förhistorisk krokodil (trots "suchus" i dess namn), Postosuchus var en splayben, halv ton härskarödlor som sträckte sig över hela Nordamerika under sent Triassic period. (Det var en befolkning av archosaurs som skapade de allra första dinosaurierna, i Sydamerika, för cirka 230 miljoner år sedan.) En ny Postosuchus-art, P. alisonae, upptäcktes i North Carolina 1992; konstigt nog har alla andra kända Postosuchus-prover tagits upp mycket längre västerut, i Texas, Arizona och New Mexico.
De spridda resterna av Eocetus, "gryningvalen", upptäcktes i North Carolina i slutet av 1990-talet. Detta tidigt Eocene val, som levde för cirka 44 miljoner år sedan, hade rudimentära armar och ben, en ögonblicksbild av de tidiga stadierna i valutveckling innan dessa semi-akvatiska däggdjur hade anpassats till en helt vattenlevande existens. Tyvärr är inte mycket känt om Eocetus jämfört med andra förfäder till tidiga valar, till exempel den ungefär samtida pakicetus från det indiska subkontinentet.
En nära släkting till Postosuchus, namnet Zatomus i mitten av 1800-talet av den berömda paleontologen Edward Drinker Cope. Tekniskt sett var Zatomus en "rauisuchiansk" archosaurie; dock upptäckten av bara ett enda fossilt prov i North Carolina betyder att det förmodligen är en nomen dubium (det vill säga ett exemplar av ett redan existerande archosaurus-släkte). Men huruvida det slutade klassificeras, Zatomus var förmodligen en nära släkting till en bättre känd archosaur, batrachotomus.
North Carolina har några av de äldsta geologiska formationerna i USA, några går tillbaka till pre-Cambrian gånger (för över 550 miljoner år sedan) då i stort sett allt liv på jorden var begränsat till haven. Den mystiska Pteridinium, som många så kallade "ediacaraner", var en trilobitliknande varelse som troligen bodde längst ner i grunt laguner; paleontologer är osäkra på hur detta ryggradslösa djur rörde sig eller till och med vad det åt.