Η Παλαιογενής περίοδος είναι η πρώτη από τις δύο περιόδους είναι η Καινοζωική, η οποία εκτείνεται από την εξαφάνιση των δεινοσαύρων (εκτός των πτηνών) πριν από 65.5 εκατομμύρια χρόνια μέχρι σήμερα. Το ίδιο το Παλαιογένη εκτείνεται από 65.5 εκατομμύρια χρόνια πριν έως 23 εκατομμύρια χρόνια πριν. Η Παλαιογένεια θεωρείται η αρχή της Εποχής των Θηλαστικών, σε αντίθεση με την Εποχή των Ερπετών που ήρθε πριν από αυτήν. Αποτελείται από τρία μέρη, το καθένα μήκους περίπου 13 εκατομμυρίων ετών: το Παλαιόκαινο, το Ηώκαινο και το Ολιγόκαινο.
Κατά την περίοδο του Παλαιογένους, οι ήπειροι της Γης σταδιακά μετακινήθηκαν από την παλιά τους διαμόρφωση, παγιωμένες η μία κοντά στην άλλη, στη σημερινή τους διαμόρφωση, σε μεγαλύτερη απόσταση. Πριν από 50 εκατομμύρια χρόνια, η Γη πλησίαζε αυτό που θα θεωρούσαμε φυσιολογικό, αν και η Ινδία ήταν νησί και μεγάλο μέρος της κεντρικής Ασίας είχε πλημμυρίσει. Η μέση θερμοκρασία της Γης ξεκίνησε ως τυπική, στη συνέχεια άρχισε γρήγορα να μειώνεται, μια τάση που συνεχίστηκε μέχρι σχετικά πρόσφατα.
Στην περίοδο του Παλαιογένους, τα πυκνά δάση επεκτάθηκαν σε πιο ακραία γεωγραφικά πλάτη από ό,τι κατά τη διάρκεια του Ιουρασικού. Η στάθμη της θάλασσας μειώθηκε, εκθέτοντας σημαντικές ποσότητες γης που είχαν προηγουμένως βυθιστεί. Η Αφρική και η Νότια Αμερική ήταν και οι δύο νησιωτικές ήπειροι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, αναπτύσσοντας τη δική τους μοναδική χλωρίδα και πανίδα.
Τα πουλιά, πρόγονοι των επιζώντων δεινοσαύρων, εξελίχθηκαν σε κάτι σχεδόν σαν τη σημερινή τους μορφή κατά τη διάρκεια του Παλαιογένους. Χωρίς τους δεινόσαυρους να κυβερνούν τη γη, τα θηλαστικά ευδοκίμησαν, μερικά αυξάνονταν σε μεγάλες αναλογίες. Οι πρόγονοι των ρινόκερων, των αλόγων, των γατών, των πρωτευόντων και των σκύλων εξελίχθηκαν κατά την περίοδο του Παλαιογένους. Τα πιο εξέχοντα θηλαστικά κατά την πρώιμη περίοδο του Παλαιογένους προέρχονται από ομάδες που έχουν πλέον εξαφανιστεί, αλλά κοντά στο τέλος της, πολλοί από τους άμεσους εξελικτικούς προγόνους των σύγχρονων μορφών είχαν εξελιχθεί. Πολλά από τα μικρά θηλαστικά μοιάζουν με ποσούμ ή ρακούν στην εμφάνιση. Η οικολογική θέση που καταλάμβαναν προηγουμένως οι δεινόσαυροι τώρα είναι κενή, τα θηλαστικά βίωσαν την προσαρμοστική ακτινοβολία σε μια ποικιλία νέων μορφών.
Αν και τα θηλαστικά δεν ήταν ακόμη πολύ μεγάλα, υπήρχαν μεγάλα πτηνά χωρίς πτήση, που κυριαρχούσαν στη γη σε ορισμένες περιοχές. Μερικά από αυτά είχαν ύψος έως και 2 μέτρα και ήταν άγρια αρπακτικά. Στη θάλασσα, υδρόβια θηλαστικά όπως οι φάλαινες εξελίχθηκαν, μερικά από τα οποία έφτασαν τα 25 μέτρα σε μήκος. Λίγα απολιθώματα ζωής στην Αυστραλία ή την Ανταρκτική έχουν αποκαλυφθεί από αυτήν την περίοδο.