Начался 23,03 млн лет назад, закончился 2,58 миллиона лет назад. Продолжался, таким образом, около 20 миллионов лет[3].
В неогене континенты уже имеют близкие к современным очертания. Сформировался Панамский перешеек, соединяя Северную и Южную Америки. Индийский субконтинент продолжает сталкиваться с основной Азией, формируя Гималаи. Уровень моря понижается, создавая сухопутные мосты между Африкой и Евразией и между Евразией и Северной Америкой.
Глобальный климат становится сезонным и продолжается общая тенденция к похолоданию, которая началась в палеогене. Ледяные шапки на обоих полюсах начинают расти по площади и в толщину. В конце неогенового периода начинается первое из серии оледенений, относящихся к четвертичному оледенению.
Общий вид фауны млекопитающих приобретает вид, приближенный к современному. Вымирают многие древние группы, роды, семейства и даже отряды. Тем не менее, сохраняются и значительные отличия в количестве таксонов отрядов хоботных, хищных и др. Среди характерных животных неогена можно назвать медведесобак (хищные), динотериев, платибелодонов, мастодонтов (хоботные), гиппарионов (непарнокопытные) и др. Крупные нелетающие птицы играют большую роль, особенно в изолированных, островных экосистемах. В течение неогена в Африке и Евразии существовало несколько крупных фаунистических комплексов — таких, как анхитериевая и гиппарионовая фауны.