Põhja-Carolinal on olnud segane geoloogiline ajalugu: umbes 600–250 miljonit aastat tagasi oli see osariik (ja palju muud sellest, mis saaks Ameerika Ühendriikide kaguosa) oli madala veekogumi all ning sama olukord valitses suurel osal mesosoikumidest ja tsensoosoikidest. Ajastud. (Alles see oli Põhja-Carolina maapealse elu triassiline periood oli õitsenguks pikema aja jooksul.) See ei tähenda aga, et Põhja-Carolina oleks täielikult dinosaurustest ja eelajaloolisest ajast ilma jäänud.
Hypsibema elas hilja ajal Kriidine perioodil, mis on üks haruldasi ajavahemikke, kui suurem osa Põhja-Carolinas asus vee kohal. See on Missouri ametlik dinosaurus, kuid fossiilid Hypsibema on avastatud ka Põhja-Carolinas. Kahjuks seda hadrosaur (pardiarveline dinosaurus) on see, mida paleontoloogid nimetavad a nomen dubium: see oli tõenäoliselt juba nimetatud dinosauruse indiviid või liik ja seega ei vääri ta oma perekonda.
Kuulutati maailmale 2015. aastal, Carnufex (Kreeka keeles "lihunik") on üks varasemaid tuvastatud krokododorfe - perekond eelajaloolisi roomajaid, kes erines keset saarest
Triiass perioodil ja viis kaasaegsete krokodillideni - ja umbes 10 jalga pikk ja 500 naela, kindlasti üks suuremaid. Kuna dinosaurused ei olnud veel jõudnud oma esivanemate Lõuna-Ameerika elupaigast Põhja-Triassi keskosasse jõuda, võis Carnufex olla Põhja-Carolina tippkiskja!Mitte päris dinosaurus ja mitte päris eelajalooline krokodill (vaatamata nimele "sellus") oli Postosuchus pooljalgne kilpjalg archosaur mis ulatus hilja jooksul laialt kogu Põhja-Ameerikas Triiass periood. (See oli saareriik, mis sünnitas esimesed dinosaurused Lõuna-Ameerikas umbes 230 miljonit aastat tagasi.) Uus Postosuchuse liik, Lk. alisonae, avastati Põhja-Carolinas 1992. aastal; kummalisel kombel on kõik muud teadaolevad Postosuchuse eksemplarid välja toodud palju kaugemal läänes, Texases, Arizonas ja New Mexico osariigis.
Põhja-Carolinas avastati 1990ndate lõpus laiali sirgunud Eocetus, "koidvaal", laiali sirbunud jäänused. Seda varakult Eocene Umbes 44 miljonit aastat tagasi elanud vaal omasid algelisi käsi ja jalgu, mis olid läbilõige vaala evolutsioon enne kui need poolveelisest imetajad olid täielikult vees elavaks kohanenud. Kahjuks pole Eocetusest palju teada, võrreldes teiste varajaste vaalade esivanematega, näiteks umbes tänapäevasega Pakicetus India poolsaarest.
Postosuchuse lähisugulane Zatomus nimetas 19. sajandi keskel kuulus paleontoloog Edward Drinker Cope. Tehniliselt oli Zatomus "rauisuchian" arosaurus; ainult ühe fossiilse isendi avastamine Põhja-Carolinas tähendab aga, et tõenäoliselt on see a nomen dubium (see tähendab juba eksisteeriva archosauri perekonna isendit). Klassifitseerimise lõpetamise järel oli Zatomus ilmselt mõne tuntuma arhiivisõbra lähisugulane, Batrachotomus.
Põhja-Carolinas on mõned vanimad geoloogilised moodustised USA-s, mõned pärinevad enneKambrium korda (üle 550 miljoni aasta tagasi), kui kogu maakera elu piirdus ookeanidega. Salapärane pteridiinium, nagu paljud nn "ediacaranid", oli trilobiiditaoline olend, kes elas tõenäoliselt madalate laguunide põhjas; paleontoloogid pole kindlad, kuidas see selgrootu liikus või isegi mida ta sõi.