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新生代（约0.66亿年前——）被分为第三纪和第四纪。第三纪分为古近纪和新近纪。古近纪分为古新世、始新世、渐新世，新近纪分为中新世、上新世。第四纪分为更新世、全新世。
古新世（约6600万年前——5600万年前）
始新世（约5600万年前——3400万年前）
渐新世（约3400万年前——2300万年前）
中新世（约2300万年前——533万年前）
上新世（约533万年前——259万年前）
更新世（约259万年前——1.17万年前）
全新世（约1.17万年前——）
新生代～开始时，古欧亚大陆比现代小；古中国和古印度为古地中海所隔，古土耳其和古波斯为古地中海中的岛屿，这些陆块尚未与古欧亚大陆连接；红海尚未形成，古阿拉伯半岛是古非洲的一角；古南美洲和古北美洲相距遥远，而古北美洲与古欧亚大陆接近，有时相连。
新生代～开始后，地表各个陆块此升彼降，不断分裂，缓慢漂移，相撞接合，逐渐形成今天的海陆分布。
新生代时地球的面貌逐渐接近现代，植被带分化日趋明显，哺乳动物、鸟类、真骨鱼和昆虫一起统治了地球。新生代以哺乳动物和被子植物的高度繁盛为特征。
新生代时被子植物极度繁盛。除松柏类尚占重要地位外，其余的裸子植物均趋衰退。蕨类植物也大大减少且分布多限于温暖地区。这其中被子植物早在白垩纪晚期就已经占据了地球上的统治地位。但是裸子植物并未退出历史舞台，现在寒带地区的森林基本都被裸子植物所占据（比如松柏）。
由于白垩纪晚期发展出大批以花蜜为食的种类，所以找到了新的发展方向，而不少新的植物也与昆虫结成了很好的共生系统，以致如果没有昆虫，就不能繁殖后代，产生种子，比如各种果树就是这样。随着哺乳动物及鸟类家庭的兴旺，靠营体外寄生生活的食毛目、虱目、蚤目等昆虫也随之而生。这样便逐渐形成了五彩缤纷的昆虫世界。
第三纪时无脊椎动物以双壳类、腹足类、有孔虫、六射珊瑚、海胆、苔藓虫、介形类为主。原生动物中的放射虫在第三纪十分繁盛。
第三纪的早期，仍生活着古老、原始的哺乳动物。在古近纪之前所有的哺乳动物体型很小，尽是一类体长12厘米左右，与老鼠体型相仿的小型捕猎者。进入新生代后恐龙式微，于是哺乳动物得以占据更多的生态位，并迅速演化出具备丰富多样性的成千上万个不同物种来。最开始的灵长目动物都是非常小的，受到恐龙等物种的威胁，凡是大个的都被吃光了。后来又经过了撞击事件的影响，所以活下来的都是很小的兔猴科等低等灵长类。低等灵长类也开始迅速地多样化发展。
灵长类分为原猴亚目（低等灵长类）和类人猿亚目（高等灵长类）。
原猴亚目分为狐猴次目和眼镜猴次目。狐猴次目分为最早期的免猴超科、狐猴超科和瘦猴超科。类人猿亚目分为阔鼻猴次目和狭鼻猴次目。阔鼻猴次目分为卷尾猴超科、狨猴超科和跳猴超科。狭鼻猴次目分为原上猿总科，猴总科和人型总科。阔鼻猴次目（又称新大陆猴类）主要生活在美洲地区。狭鼻猴次目（又称旧大陆猴类）主要分布在欧亚和非洲地区。猴科是灵长目最大一科，分为2亚科：猴亚科（猕猴亚科）和疣猴亚科。分布于非洲和亚洲。
人型总科包括人和真正的猿类，以大脑高度发达，没有尾巴为主要特征。
现存的人型总科成员可以分成长臂猿科、猩猩科和人科，史前的成员则还包括原始的原康修尔猿科，并可能也包括山猿科和上猿科，猩猩科的一些早期成员也常单列为森林古猿科。
长臂猿科主要分布在东南亚，栖息于热带雨林和亚热带季雨林，树栖，群居，每群包括1对雌雄及其子女，一般不超过5～6只。食物以浆果为主，也吃树叶、小鸟、鸟蛋或昆虫。每胎产1仔。
猩猩科分布于非洲和东南亚。猩猩现仅存于苏门达腊北部以及婆罗洲的低地和山区的热带雨林，数量稀少。大猩猩分布于赤道非洲，是灵长类中体型最大者，站高1.3～1.8米，雌性体重70～120千克，雄性140～275千克。黑猩猩属包括倭黑猩猩和黑猩猩，分布于非洲中部热带雨林，集群生活，能使用简单工具，是已知仅次于人类的最聪慧的动物，其行为和社会行为都更近似于人类，在人类学研究上具有重大意义。
人科现仅1属1种，即智人（现代人）。分布于世界所有大洲，早期类型仅分布于亚洲、非洲和欧洲的温暖地区。直立步行，臂不过膝，体毛退化，手足分工，下颌骨浅且粗壮，犬齿和下第一前臼齿退化、牙釉质厚、3个臼齿的磨耗相差很大，大脑极为发达，有语言和劳动，有社会性和阶级性。
古新世时，印度连同澳大利亚也与南极洲分隔开来，逐渐向北漂移。南极洲一角与南美洲逐渐连接到了一起。今天两大洲的交界仅为一条德雷克海峡。在5000万年前就出现了早期的蝙蝠和鲸。在古新世晚期高等灵长类已经出现，高等灵长类起源于非洲的原始狐猴。
始新世时印度与澳洲联合形成一个超级板块，并且向欧亚板块冲去，古地中海因此消失，青藏高原因此升起。等到了4000万年前，如今在哺乳纲下面的各个目就都基本出现了。
始新世时灵长类中的狐猴类继续发展，它们的分布范围广，亚洲、北美、欧洲均曾发现。现在狐猴只分布于马达加斯加岛和科摩罗群岛。眼镜猴始新世出现于欧、亚、北美等地，现在分布在东南亚的部分岛屿上。曙猿是体型非常小的灵长类，体重只有100克左右，是现在最早发现的高等灵长类化石。
下一章介绍人类的最早祖先。