Paleogenperioden är den första av två perioder är kenozoikum, som sträcker sig från utrotningen av dinosaurierna (förutom fåglar) för 65.5 miljoner år sedan till idag. Själva paleogenen sträcker sig från 65.5 miljoner år sedan till 23 miljoner år sedan. Paleogenperioden anses vara början på däggdjurens tidsålder, i motsats till reptilernas tidsålder som kom före den. Den består av tre delar, var och en cirka 13 miljoner år lång: Paleocen, Eocen och Oligocen.
Under paleogenperioden flyttade jordens kontinenter gradvis från sin gamla konfiguration, konsoliderad nära varandra, till sin nuvarande konfiguration, mer åtskilda. För 50 miljoner år sedan närmade sig jorden vad vi skulle betrakta som normalt, även om Indien var en ö och stora delar av Centralasien var översvämmade. Jordens medeltemperatur började som typiskt för att sedan snabbt minska, en trend som har fortsatt till relativt nyligen.
Under paleogenperioden expanderade täta skogar till mer extrema breddgrader än under jura. Havsnivån sjönk, vilket exponerade betydande mängder land som tidigare varit under vatten. Afrika och Sydamerika var båda ökontinenter under denna period och utvecklade sin egen unika flora och fauna.
Fåglar, förfäder till överlevande dinosaurier, utvecklades till något nästan som deras nuvarande form under paleogenen. Utan dinosaurierna för att styra landet trivdes däggdjur, några växte till stora proportioner. Förfäderna till noshörningar, hästar, katter, primater och hundar utvecklades under paleogenperioden. De mest framträdande däggdjuren under den tidiga paleogena perioden kommer från grupper som nu är utdöda, men nära dess slut hade många av de direkta evolutionära förfäderna till moderna former utvecklats. Många av de små däggdjuren liknade possums eller tvättbjörnar till utseendet. Den ekologiska nisch som tidigare ockuperades av dinosaurier som nu är ledig, däggdjur upplevde adaptiv strålning till en mängd nya former.
Även om däggdjuren ännu inte var särskilt stora, fanns det stora fåglar utan flyg, som dominerade landet i vissa områden. Några av dessa var så höga som 2 m och var våldsamma rovdjur. I havet utvecklades vattenlevande däggdjur som valarna, några blev så mycket som 25 m långa. Få fossiler av liv i Australien eller Antarktis har upptäckts från denna period.