Periodo
Neógeno
Hace 23–2,58 millones de años
Durante el Neógeno, el mundo siguió enfriándose desde los climas cálidos del Cenozoico anterior, con la formación de mantos de hielo en la Antártida y, más avanzado el periodo, en el hemisferio norte. La tendencia al enfriamiento provocó la expansión de las praderas, lo que condujo a una diversificación de los animales pastadores, como los caballos, los camellos y los antílopes. Los depredadores, incluidos grandes félidos y cánidos, evolucionaron también para adaptarse a estos ambientes abiertos.
La época del Mioceno (hace 23–5,3 millones de años) registró un máximo de diversidad de los mamíferos. Los bosques empezaron a reducirse a medida que se expandían las praderas, lo que dio lugar a importantes adaptaciones evolutivas entre herbívoros y carnívoros. Los primeros simios (Hominoidea) florecieron también durante el Mioceno, con numerosas especies que se diversificaron por África, Europa y Asia. Las evidencias fósiles del Mioceno aportan información sobre las vías evolutivas que condujeron a los primates modernos y, finalmente, a los seres humanos.
La época del Plioceno (hace 5,3–2,58 millones de años) continuó la tendencia al enfriamiento global y trajo nuevas transformaciones ecológicas. El cierre de la vía marítima centroamericana, por la unión de Norteamérica y Sudamérica, desempeñó un papel fundamental en la alteración de las corrientes oceánicas y los patrones climáticos. Este cambio tectónico provocó cambios en el clima global, como la intensificación de la cinta transportadora del Atlántico Norte, que contribuyó al desarrollo de la glaciación del hemisferio norte.
El Plioceno es importante también por la evolución de los primeros homininos, entre ellos Australopithecus y Ardipithecus, antepasados clave de los humanos modernos. Estos primeros homininos eran bípedos y estaban adaptados tanto a los ambientes boscosos como a los de sabana de África, lo que supuso un gran paso en la evolución humana.