50.000.000 évvel ezelőtt a világ szárazföldi területei általában nem, vagy csak kismértékben voltak víz alatt. Ezen időszak kőzetképződményei és üledékei között szárazföldi és tengeri jellegűek egyaránt vannak, de inkább a szárazföldi a jellemző. A szárazföld hosszú időn keresztül fokozatosan emelkedett ugyan, de ezzel egyidejűleg az alsóbb rétegekig lepusztult és a tengerekbe mosódott.
Ezen időszak kezdetén, Észak-Amerikában hirtelenül megjelentek a méhlepényes emlősök, és eddig az időpontig ez jelentette a legfontosabb evolúciós fejlődést. Léteztek már a nem-méhlepényes emlősök korábbi rendjei, viszont ez az új fajta közvetlenül és hirtelenül fejlődött ki a már korábban létező hüllőősből, melynek leszármazottai végig a dinoszauruszok hanyatlásának időszakán át fennmaradtak. A méhlepényes emlősök atyja egy kis, igen eleven életet élő, húsevő, ugráló dinoszaurusz volt.
Alapvető emlősösztönök kezdtek megmutatkozni ezekben a kezdetleges emlősfajtákban. Az emlősök hatalmas túlélési előnnyel rendelkeztek minden más állati létformával szemben, annyiban, hogy képesek voltak:
1. Viszonylag kifejlett és fejlett utódokat világra hozni.
2. Ragaszkodással táplálni, nevelni és védelmezni az utódaikat.
3. A fejlettebb agyi teljesítőképességüket az önfenntartáshoz felhasználni.
4. Nagyfokú ügyességet mutatni az ellenségeik elől való menekülés során.
5. Meglehetős értelemmel igazodni és alkalmazkodni a környezetükhöz.
45.000.000 évvel ezelőtt a földrészek gerincei emelkedőben voltak, miközben a partvonalak meglehetősen általános süllyedése zajlott. Az emlősélet gyorsan fejlődött. Egy kis hüllőszerű, tojásrakó emlősnek is jól ment a sora, és a későbbi kenguruk ősei Ausztrália-szerte elterjedtek. Hamarosan megjelentek a törpelovak, a gyors lábú orrszarvúfélék, az ormányos tapírok, az ősi disznók, a mókusok, a makik, az erszényes patkányfélék, valamint a majomszerű állatok néhány rendje is. Ezek mind kistestű, ősi állatok voltak, melyek kiválóan tudtak alkalmazkodni a hegyvidékek erdői által jelentett életkörülményekhez. Egy nagytestű, struccszerű szárazföldi madár három méter magasra fejlődött és huszonháromszor harminchárom centiméter befoglaló méretű tojásokat rakott. Ezek lettek az ősei azoknak a későbbi vándormadaraknak, melyek nagyon értelmesek voltak, és egykor emberi lényeket is szállítottak a levegőben.
A földtörténeti harmad- és negyedidőszak kezdetén az emlősök a szárazföldön, a víz alatt, a levegőben és a fák tetején is éltek. Tejmirigyeik száma egy és tizenegy pár között mozgott, és mindegyikük testét viszonylag sok szőr borította. A később megjelenő rendjeikhez hasonlóan két fogsort növesztettek és a testméretükhöz képest nagy aggyal rendelkeztek. De közöttük nem volt egyetlen mai létforma sem.
40.000.000 évvel ezelőtt az északi félgömb szárazföldi területei emelkedésbe kezdtek, és ezt újabb kiterjedt szárazföldi üledékképződési és egyéb felszíni tevékenységek követték, beleértve az ömledékfolyamokat, a vetődést, a tóképződést és a felmaródást.
E korszak későbbi részében Európa nagy része víz alatt állt. A szárazföld enyhe megemelkedését követően a földrészen tavak és öblök jelentek meg nagy számban. Az Északi-sarki-óceán az uráli földteknőn keresztül dél felé összefolyt a Földközi-tengerrel, mely azután észak felé terjeszkedett, s az Alpok, a Kárpátok, az Appenninek és a Pireneusok magasföldjei szigetekként emelkedtek ki a tengervízből. A Panama-földnyelv víz felett volt; az Atlanti- és a Csendes-óceán elkülönült egymástól. Észak-Amerika a Bering-szoros földhídja révén Ázsiával, Grönland és Izland révén pedig Európával állt összeköttetésben. A szárazföldi kört az északi féltekén csak az Uráli-szorosok szakították meg, melyek a sarki tengereket a megnagyobbodott Földközi-tengerrel kötötték össze.
Jelentős mennyiségű, lyukacsos szerkezetű mészkő rakódott le az európai vizekben. Ma ugyanez a kőzet az Alpokban 3000 méter, a Himalájában több mint 4800 méter, Tibetben pedig 6000 méter magasan található. Az ebben az időszakban lerakódott kréta Afrika és Ausztrália partjai mentén, valamint Dél-Amerika nyugati partján és Nyugat-India körül található.
Ebben az úgynevezett eocén időszakban az emlősök és az egyéb, rokon életformák evolúciója kis megszakításokkal vagy megszakítások nélkül folytatódott. Ekkoriban Észak-Amerikát szárazföld kötötte össze Ausztrália kivételével minden földrésszel, és a világot fokozatosan meghódította a különféle fajtájú emlősök alkotta állatvilág.