地质时代的一个纪，始于距今3.2亿年前；它始于密西西比纪之后，终于古生代的二叠纪之前。它以宾夕法尼亚州的州名为名，与欧洲石炭系的上部相当。这个时期的岩石出露于北美洲的东部；美国的中大陆地区，包括西得克萨斯；北美洲的西部，包括落基山北部、新墨西哥、科罗拉多、大盆地地区（特别是犹他州和内华达州）以及沿加利福尼亚到不列颠哥伦比亚和阿拉斯加的太平洋边陲。在欧洲，宾夕法尼亚系（上石炭系）岩石在英国、法国北部、德国、比利时、苏联、西班牙和阿尔卑斯东部都有广泛分布。它们也出现于南美、澳大利亚、南非、中国、朝鲜和印度北部。

在宾夕法尼亚纪时期的大部分时间里，北美洲内部有一片稍有起伏的宽阔的低地。这片温暖的沼泽低地被广泛分布的蕨类、灯芯草属和其它喜湿植物的森林覆盖着。这些植物的遗体形成了西弗吉尼亚、俄亥俄、印第安纳、伊利诺斯、宾夕法尼亚以及肯塔基的煤田的大量的煤。这些煤田总计大约有52万平方公里（20万平方英里）的面积。陆相沉积和广泛分布的煤层表明西欧也有类似的条件。美国东部和中部（特别是伊利诺伊州）的煤层中发育的旋回层和海相与非海相沉积物的交互层，表明这个地区海平面曾反复地变化。虽然在北美洲这个纪相对平静地结束，但在西南的几个地区有造山幕出现。

人们普遍地推断宾夕法尼亚纪的气候温暖潮湿，具有热带到亚热带的性质。但是局部地区也有干而冷的证据。

宾夕法尼亚纪时期的海洋里充满了各种各样的生物，而珊瑚、腕足类、苔藓虫类、海百合和软体动物更是常见的。呈明显的纺锤形的有孔虫称之为纺锤虫，在这时是大量出现的。有些岩石几乎完全由这种类似麦粒的底栖生物遗体组成。两栖动物是主要的脊椎动物；其中有些是特化的，体躯长达3米（10英尺）。虽然它们遗体很少见，但在宾夕法尼亚岩石中已经找到了已知最早的爬行类的化石。植物化石十分丰富，揭示了这个时期植被的许多情况。蕨类、木贼和高大的树特别多，它们的炭化遗体可能造成了宾夕法尼亚系中引人注目的丰富的煤炭资源。稠密的丛林式的森林中栖居着大量的蜘蛛、蝎子、蜈蚣和昆虫，其中包括长达10厘米（4英寸）的蟑螂和两翼张开达74厘米（29英寸）的蜻蜓。

世界上80％的煤炭来自欧洲和北美洲的宾夕法尼亚纪岩石。这些岩石也产许多石油，特别是在得克萨斯州、俄克拉荷马州和堪萨斯州的中部；另外，在西弗吉尼亚州的北部、俄亥俄州的北部和宾夕法尼亚州还有铁矿；在美国东部还有制造波特兰水泥的石灰岩与粘土以及其他粘土产品。