Okres ery kenozoicznej (zobacz Tabela stratygraficzna). Rozpoczął się około 65 mln lat temu, a zakończył 23 mln lat temu. Paleogen dzieli się na trzy epoki: paleocen (najstarsza), eocen i oligocen (najmłodsza).
Paleogen to czas szybkiego rozwoju ssaków, które zastąpiły na lądach dinozaury. Brak konkurencji spowodowany wymarciem z końcem wielkich gadów pozwolił im na bardzo szybką radiację.
W paleogenie miały miejsce ruchy orogenezy alpejskiej (w Europie), a na terenie Azji – orogenezy himalajskiej. Doprowadziły one w neogenie do powstania gór alpejskich w Europie (m. in. Alpy oraz Karpaty), a także Himalajów. Z kolei zachodnią części Ameryki Północnej przeobraziła orogeneza laramijska (efekt subdukcji kry oceanicznej oraz przyłączania mikrokontynentów).
Układ kontynentów na kuli ziemskiej początkowo odbiegał znacznie od dzisiejszej sytuacji:
- dopiero powstawała północna część Oceanu Atlantyckiego,
- Australia oddzielała się od Antarktydy i przesuwała się w kierunku północnym,
- Indie dążyły ku kolizji z Eurazją,
- pomiędzy Eurazją a Afryką znajdował się nieistniejący już dzisiaj ocean Tetyda.
Najważniejsze fakty związane z biosferą
- w morzach liczne otwornice; są one wykorzystywane jako skamieniałości przewodnie (do oznaczania wieku skał),
- powszechnie występują mikroskamieniałości kokkolitów; często mają one znaczenie stratygraficzne jako skamieniałości przewodnie,
- w wodach morskich i słodkich bogate fauny małży oraz ślimaków,
- pojawienie się traw.