Les Cycadophytes sont des plantes de petite taille, pourvues de feuilles pennées. Ce groupe comprend les fougères à graines, les cycas et plusieurs plantes fossilles. Les Cycadophytes se divisent en Ptéridospermales, Cycadales et en Bennettitales.

Les Ptéridospermales ( fougères à graines ) sont un vaste embranchement de plantes vasculaires éteintes qui vécurent du Dénovien jusqu'au Jurassique. Elles sont caractérisées par l'association de frondes filicéennes et d'un appareil reproducteur sous forme d'ovules, comme chez les plantes supérieures

L'appareil végétatif est apparenté aux fougères tandis que l'appareil reproducteur est comparable à celui des conifères actuels.

En fait, ces plantes ne portent jamais de graines véritables mais des ovules et l'état de graine n'est atteint que lorsque l'ovule est séparé de la plante mère.

Le caractère intermédiaire de ce groupe du paléozoïque joue un rôle essentiel dans la phylogénie des plantes vasculaires en établissant un jalon entre les ptéridophytes et les spermatophytes.

Les ptéridospermales renferment deux familles, les Lyginopteridacées et les Medullossagées.

Les Cycadales datent du début du secondaire et persistent jusqu'à l'époque actuelle. Ce sont des petits arbres à port de palmier. Les fleurs mâles multistaminées en forme de cône et les fleurs femelles sont produits sur des plants séparés. À l'oridine les fleurs mâles et femelles étaient réunies comme dans les fleurs hermaphrodites.

Plusieurs genres sont présents dans la famille des cycadacées; Cycas, Stangeria, Bowenia, Dioon, Ceratozamia, Zamia, Macrozamia, Microcycas et Encephalartos

Les Bennettitales , groupe fossille du secondaire, étaient proches, quant à leur port, des Cycadales; les fleurs étaient hermaphrodites ou diclines et la fécondation zoïdogame; la graine était embryonnée.

Les Caytoniales est une grand groupe fossiles à l'origine des légumineuses. Ces plantes du Trias supérieur au Crétacé supérieur portent des ovules très petits enfermés dans des petites outres disposées à la place des pinnules sur les frondes fertiles. Ces plantes ne sont encore malheureusement que très partiellement connues.

Les Gnétophytes

Les Gnétophytes apparaissent seulement au Ternaire. Ce sont des plantes ligneuses sans canaux résinifères. Les fleurs mâles se rassemblent en inflorescences plus ou moins coniques. Les fleurs femelles sont munies d'écailles formant une ébauche d'ovaire, disposition appelée chlamydosperme, et sont groupées en inflorescence, le tégument de l'ovule se prolonge en un faux stigmate. La fécondation est de type très variable et la graine est embryonnée quand elle se détache. Ce sont les seules Gymnospermes qui aient un bois hétéroxylé.

Les étranges Gnétophytes comprennent les genres Ephedra, Welwitschia, Gnetum.

Les gnètes (Gnetum), comprend des plantes qui rappellent un peu des lianes ou des arbres et arbustes. Les feuilles sont ovales à nervuration pennée. Le bois est comme celui des conifères. Les cônes ressemblent à des simples fleurs. Les cônes et les graines sont comestibles.

Les éphèdres (Ephedra), forment des buissons bas dont les feuilles ont l'aspect d'écailles. Il produisent des cônes mâles et femelles semblables à ceux des conifères. La structure de son bois montre une organisation plus évoluée comme celle des angiospermes.

Le Welwitschia est l'unique représentant d'une des plus curieuses famille de plantes qui soient. Elle ne pousse que dans les déserts du sud-ouest africain.

Elle possède une coutre tige ligneuse, renflée et non ramifiée, épaisse de 10 cm. et qui affecte la forme d'un coussin. Cette tige s'effile en une longue racine pivotante.

Elle n'a que deux feuilles qui persistent pendant toute la vie de la plante, cent ans et plus. Ces feuilles coriaces, sans pétioles, semblent formées d'un large ruban que le vent déchire en longues lanières. La base des feuilles ne cesse de croître.

À l'aisselle des feuilles apparaissent de nombreuses inflorescences garnies de cônes.