Clima epocii Cenozoice a fluctuat de-a lungul timpului: această perioadă geologică a acoperit mai mult de 65 de milioane de ani, timp în care Pământul a încălzit și apoi sa răcit drastic. Era Cenozoică a început cu peste 65 milioane de ani în urmă și continuă și astăzi. Se numește uneori "vârsta mamiferelor", deoarece structura continentală în schimbare și condițiile mai temperate au susținut creșterea multor organisme noi, inclusiv speciile acvatice și mamiferele terestre.
Era Cenozoică se împarte în mai multe perioade, inclusiv în perioadele Paleogene, Neogene și Quaternare. Perioada Paleogene cuprinde prima parte a Cenozoicului și este distinctă geologic de restul epocii. În acest timp, Pământul a văzut o tendință de încălzire. Temperaturile mării au crescut, iar oceanele au susținut mai multe forme de viață. În plus față de un climat de încălzire, activitate sub suprafața mărilor Pământului, în primul rând eliberarea de hidrați de metan din podeaua mării, temperaturi ridicate ale apei. Pe lângă noi organisme, continentele de pe Pământ și-au asumat formele lor moderne.
O perioadă de răcire a urmat tendința de încălzire timpurie a erei Cenozoice, ceea ce a permis formarea ghețarilor. Pădurile au dominat peisajul Pământului în prima parte a fazei de răcire, dar au fost înlocuite în ultima jumătate a Cenozoicului cu câmpii și pășuni. Au apărut și mamifere moderne, inclusiv cai, balene, o populație mai diversă de pești și oameni.
