Die Pennsylvanian Period begann vor etwa 318 Millionen Jahren und endete vor etwa 299 Millionen Jahren. Gesteine dieses geologischen Systems sind in einem großen, meist vergletscherten Gebiet im Osten von Ohio gut exponiert. Historisch gesehen waren diese kohlentragenden Gesteine für den Staat von großer wirtschaftlicher Bedeutung und zeugen von sich verändernden Umgebungen und einer Verbreitung sowohl des marinen als auch des terrestrischen Lebens.
Zu Beginn der pennsylvanischen Periode, Erosion während des letzten Teils der Mississippian Periode hatte tiefe geschnitzt, breite Täler über den Staat., Diese Episode war eine Reaktion auf die Anhebung des Landes, als sich östlich der Kollisionszone Nordamerikas mit Afrika und dem Beginn der Appalachen, die das östliche Nordamerika für die nächsten 70 Millionen Jahre dominieren würden, eine Ausbuchtung bildete. Umfangreiche Vereisungen in der südlichen Hemisphäre auf dem Megakontinent Gondwana trugen wahrscheinlich zur Senkung des Meeresspiegels bei.
Als die Appalachen zu steigen begannen, wurde fast reiner Quarzsand im Norden vom kanadischen Schild und im Süden vom Appalachen-Hochland nach Ohio getragen., Dieser Sand füllte die Täler, die in die mississippischen Felsen geschnitten worden waren, und bildete dicke, ausgedehnte Beete, die heute als Scharonsandstein bekannt sind. Der Sharon ist in drei verschiedenen Bereichen vorhanden, die nicht miteinander verbunden zu sein scheinen, und Pflanzenfossilien deuten darauf hin, dass der Sharon in diesen Bereichen ein etwas anderes Alter hat. Im Nordosten von Ohio bildet der Sharon Sandstein malerische Klippen hauptsächlich in Geauga, Portage, und Summit Counties und wird für verschiedene Bau-und industrielle Zwecke abgebaut., Das zweite Gebiet von Outcrop befindet sich in Jackson und Pike Counties im Süden von Ohio, wo es abgebaut wird und malerische Klippen bildet. Der südliche Sharon-Sandstein scheint älter zu sein als der nordöstliche Sharon. Das dritte Gebiet ist eine Nord-Süd-Lagerstätte im Osten von Ohio, die vollständig von jüngeren pennsylvanischen Gesteinen bedeckt ist und nur durch Bohrungen für Öl und Gas bekannt ist.
Bald nach der Ablagerung des Sharon-Sandsteins begannen flache Meere von Südwesten nach Ohio zu überschwemmen und ablagerten dünne Kalkstein-und Schieferbetten., Die Meeresgewässer wurden ständig durch einen Zustrom von Sedimenten zurückgedrängt, die aus den aufsteigenden Appalachen nach Süden und Osten erodierten. So, Ohio war ein ständig schwankendes Küstengebiet, das von Deltas dominiert wurde, die von sedimentreichen Bächen in die Meere gebaut wurden, und periodischer Anstieg und Fall des Meeresspiegels aufgrund des Wachsens und Abnehmens der kontinentalen Gletscher in Gondwana und der Kräfte des Bergbaus. Diese Umstände führten zu mehreren, dünnen, seitlich diskontinuierlichen Beeten aus Kalkstein, Schiefer, Ton, Sandstein und Kohle in sich wiederholenden Sequenzen.,
Das pennsylvanische System in Ohio zeichnet sich durch Betten wirtschaftlich wichtiger bituminöser Kohle aus, von denen einige dick und umfangreich sind, von denen einige dünn und diskontinuierlich sind. In der Tat bezeichneten frühe Geologen diese Gesteine als Kohlebetten, obwohl Kohlebetten nur einen kleinen Teil der Gesamtdicke dieser Gesteine ausmachen. Die Kohlebetten bildeten sich in ausgedehnten Küstensümpfen, in denen üppige Vegetation wuchs. In vielen Bereichen sammelt sich immer wieder Pflanzenmaterial in ausreichender Dicke an, um schließlich ein Kohlebett zu bilden., Eine Überschwemmung durch das Meer oder eine Änderung des Verlaufs eines deltabauenden Flusses begrub den Sumpf und initiierte einen neuen Abscheidungszyklus. Die kohlebildenden Küstensümpfe blühten im warmen, feuchten Klima in der Nähe des Paläoequators.
Pennsylvanian Rocks in Ohio wurden in vier Unterteilungen oder Gruppen unterteilt, die in aufsteigender (ältester bis jüngster) Reihenfolge sind: Pottsville, Allegheny, Conemaugh und Monongahela., Jede dieser Gruppen besteht aus zahlreichen Beeten aus Schiefer, Schlammstein, Sandstein, Ton, Meeres-oder Süßwasserkalkstein und Kohle, die in den meisten Fällen vergleichsweise dünn und seitlich diskontinuierlich sind. Mehr als 100 Einzelbetten wurden innerhalb der pennsylvanischen Felsen von Ohio benannt.
Die meisten Beete in der unteren Hälfte des Pennsylvanian River sind dunkel gefärbt und stellen Ablagerungen in Meeresdämmen oder tief liegenden unteren Delta Plains dar., In der Nähe der Mitte der Conemaugh-Gruppe werden die Felsen von roten Farben dominiert, Meereskalk und Schiefer werden seltener oder fehlen, und Süßwasserkalk wird häufiger. Diese Änderung, die manchmal als rot-graue Grenze bezeichnet wird, weist auf einen Übergang von meeres-unteren Delta-Ebenen zu oberen Delta-Ebenen hin. Die Redbeds stellen oxidierte Sedimente und Bodenzonen und einen Wechsel von einer feuchten Umgebung zu saisonalen nass-trockenen Bedingungen dar. Einige Redbed-Einheiten sind anfällig für Hangausfälle, besonders wenn sie nass sind, und haben im Südosten von Ohio kostspielige Erdrutsche verursacht., Der Süßwasserkalkstein wurde in Seen abgelagert. Am Ende der Periode war das Becken mit Sediment gefüllt und das Meer wurde aus Ohio herausgedrückt, um nie zurückzukehren.
Das Leben war in der pennsylvanischen Zeit reichlich und vielfältig, sowohl in den Meeren als auch besonders auf dem Land. Viele der Meeres Kalkstein und Schiefer, obwohl nur ein paar Meter dick in den meisten Fällen, enthalten reichlich Meeresfossilien von Brachiopoden, Muscheln, Schnecken, Kopffüßer, Bryozoen, und seltene Trilobiten, unter anderem., Das Pflanzenleben blühte in den Küstensümpfen in der Nähe des Äquators und wurde unter anderem von Farnen, Schachtelhalmstürmen, Lycopoden (Schuppenbäumen) und Nadelbäumen dominiert. Einige der Bäume, wie die Skalenbäume Lepidodendron und Sigillaria, erreichten Höhen von mehr als 100 Fuß. Stämme, Wurzeln, Blätter und Fortpflanzungsstrukturen sind in vielen Schieferbetten üblich und ihre stark veränderten Überreste bildeten die Kohlebetten, die für Ohio so wichtig waren.
Fossilien von Wirbeltieren wurden sowohl in marinen als auch in nichtmarinen Gesteinen in Ohio gefunden., Meereskalk und Schiefer enthalten Zähne und Flossendornen von Haien und haiartigen Fischen sowie Zähne und Schuppen von Knochenfischen. Nichtmarine Felsen, hauptsächlich Seen, die mit Küstensümpfen verbunden sind, bewahren Überreste von Süßwasserhaien und knöchernen Fischen sowie Skelettelemente früher Amphibien und Reptilien. Eine dieser Lagerstätten, bekannt als Linton, im Jefferson County, hat seit Mitte des 18. Jahrhunderts zahlreiche Fossilien von Fischen, Amphibien und Reptilien hervorgebracht. Andere Lagerstätten haben fossile Insekten hervorgebracht, darunter große Kakerlaken und exquisit erhaltene Spinnen.,
Pennsylvanian rocks in eastern Ohio sind schon lange die wichtigste wirtschaftlich an den Staat. Frühe Siedler entdeckten riesige Ablagerungen von bituminöser Kohle, minderwertigen Eisenerzen, Kalkstein, Ton, Schiefer und Sandstein. Das Vorhandensein dieser Gesteine spornte die Industrialisierung des Staates an. Die im Staat produzierte Kohle wird jährlich mit mehr als 600 Millionen US-Dollar bewertet und sowohl oberflächlich als auch unterirdisch abgebaut. Die Produktion ging nach 1970 zurück, da die Sauberkeitsstandards für Ohio-Kohle aufgrund eines hohen Schwefelgehalts in diesen Lagerstätten schwer zu erfüllen waren., Clean-Coal-Technologien, die Schwefel und andere Verunreinigungen entfernen, haben Ohio Coal als Brennstoff zur Stromerzeugung wünschenswerter gemacht. Kohlebetten, die derzeit eine bedeutende Produktion haben, sind Clarion, Middle Kittanning, Lower Freeport, Pittsburgh und Meigs Creek.
Das Ende der pennsylvanischen Periode war geprägt von einem trockenen Klima, dem allmählichen Verschwinden der riesigen Kohlensümpfe an der Küste und Veränderungen in Pflanzen und Tieren. Diese Veränderungen wurden durch die Assemblage des Superkontinents Pangaea und den Rückzug der flachen Meere aus kontinentalen Innenräumen bewirkt.