El Archaeothyris fue el primer sinápsido definido. Vivió a finales del período Carbonífero, hace 306 millones de años.

Se encontró en Nueva Escocia, en la misma localidad que Hylonomus, y Petrolacosaurus, que son similares a Archaeothyris, pero probablemente saurópsidos.

Protoclepsydrops es ligeramente más antiguo, pero su estatus como sinápsido no está claro ya que los restos son más fragmentarios.