Le climat de l'ère cénozoïque a fluctué dans le temps : cette période géologique a couvert plus de 65 millions d'années, au cours desquelles la Terre s'est réchauffée puis s'est drastiquement refroidie. L'ère cénozoïque a commencé il y a plus de 65 millions d'années et se poursuit aujourd'hui. On l'appelle parfois « l'âge des mammifères », car la structure continentale changeante et des conditions plus tempérées ont favorisé la croissance de nombreux nouveaux organismes, notamment des espèces aquatiques et des mammifères terrestres.
L'ère cénozoïque se divise en plusieurs périodes, dont les périodes paléogène, néogène et quaternaire. La période paléogène s'étend sur la première partie du cénozoïque et est géologiquement distincte du reste de l'ère. Pendant ce temps, la Terre a connu une tendance au réchauffement. Les températures de la mer ont augmenté et les océans ont supporté plus de formes de vie. En plus du réchauffement climatique, l'activité sous la surface des mers de la Terre, principalement la libération d'hydrates de méthane du fond marin, élève la température de l'eau. En plus des nouveaux organismes, les continents de la Terre ont pris leurs formes modernes.
Une période de refroidissement a suivi la tendance au réchauffement précoce de l'ère cénozoïque, permettant la formation de glaciers. Les forêts ont dominé le paysage de la Terre pendant la première partie de la phase de refroidissement, mais ont été remplacées pendant la seconde moitié du Cénozoïque par des plaines et des prairies. Des mammifères modernes ont également émergé, notamment des chevaux, des baleines, une population plus diversifiée de poissons et d'humains.
