Devoniyen boyunca yer küre sıcak bir dönem geçirdi. İklim ılıman ve yumuşak çoğunlukla kuraktı. Deniz seviyesi dünya çapında yüksekti. Kıtaların büyük bölümü sığ denizlerle kaplıydı. Kuzey Amerika, Sibirya, Çin ve Avustralya'nın büyük bölümünde Erken Devoniyen boyunca kurak bir iklim hüküm sürdü. Güney Amerika ve Afrika serin ve ılıman denizlerle kaplıydı. Orta Devoniyende sığ denizler, Kuzey Amerika, Sibirya ve Avustralya'nın büyük bölümünü kapladı. Geç Devoniyende Pangea oluşmaya başladı. Günümüzün Kuzey Kanada'sında ve güney Çin'de ilk kez tropik yağmur ormanları oluştu. Güney kutbu üzerinde bulunan Amazon bölgesinde buzullar vardı.