ยุคดีโวเนียน (อังกฤษ: Devonian) เป็นยุคที่สี่ของมหายุคพาลีโอโซอิก ยุคนี้เริ่มนับตั้งแต่จุดสิ้นสุดของยุคไซลูเรียน เมื่อประมาณ 419.2?3.2 ล้านปีก่อน และสิ้นสุดลงเมื่อก่อนเริ่มยุคคาร์บอนิเฟอรัส ประมาณ 358.9?0.4 ล้านปีก่อน ยุคนี้ตั้งชื่อตามเดวอน ประเทศอังกฤษ ซึ่งเป็นสถานที่แห่งแรกที่มีการศึกษาหินของยุคนี้ นักธรณีวิทยาจัดว่ายุคดีโวเนียนนี้เป็นยุคแรกที่มีสิ่งมีชีวิตบนบก และพืชบกเริ่มกระจายเข้าสู่แผ่นดินส่วนใน ทำให้เริ่มมีการก่อตัวเป็นป่าซึ่งจะค่อยๆปกคลุมทวีป ช่วงกลางยุคดีโวเนียน พืชบางชนิดจะเริ่มวิวัฒนาการเป็นพืชมีใบและมีรากที่มั่นคง และปลาได้วิวัฒนาการมามากกว่าออสทราโคเดิร์มแล้ว และยุคนี้มีปลาชุกชุมจึงถูกเรียกว่า ยุคแห่งปลา (Age of Fish) ปลาหลายชนิดได้เริ่มวิวัฒนาการขึ้น ซึ่งภายหลังพวกมันเป็นต้นตระกูลของปลาขนาดใหญ่หลายชนิด ขณะที่ปลามีเกราะได้เริ่มลงจำนวนลงในแหล่งน้ำทุกๆ แห่ง
บรรพบุรุษของสัตว์สี่ขาได้เริ่มขึ้นมาเดินอยู่บนบก ครีบของพวกมันได้วิวัฒนาการมาเป็นขา ส่วนในทะเล ฉลามดึกดำบรรพ์มีจำนวนมากขึ้นกว่าที่มีในยุคไซลูเรียนและปลายยุคออร์โดวิเชียน ปลายยุคดีโวเนียนได้เกิดการสูญพันธุ์ขึ้น เมื่อประมาณ 375 ล้านปีก่อน การสูญพันธุ์นี้ส่งผลกระทบกับสัตว์น้ำ ปลามีเกราะและไทรโลไบต์ทั้งหมดสูญพันธุ์
ทวีปในยุคนี้แบ่งเป็นมหาทวีปกอนด์วานา ทางตอนใต้ ทวีปไซบีเรีย ทางตอนเหนือ และเริ่มมีการก่อตัวของทวีปขนาดเล็กที่มีชื่อว่า ยูราเมริกา ในตำแหน่งระหว่างกลางของกอนด์วานาและไซบีเรีย
