Die Epoche des Paläozäns ist die Zeit auf der Erde zwischen dem kreidezeitlichen und tertiären Aussterben vor 65.5 Millionen Jahren bis vor 55.8 Millionen Jahren. Paläozän bedeutet auf Griechisch „alt(er) neu“. Dies ist ein Hinweis darauf, dass das Paläozän der Beginn der Ära der Säugetiere war, die bis heute andauert, aber zu primitiv war, um moderne Tierordnungen zu enthalten.
Während des Paläozäns war das Klima eher dem des Mesozoikums (Zeitalter der Dinosaurier) ähnlich – warm und nass, wobei sich die Tropen bis mindestens 45 Grad vom Äquator und gemäßigten Wäldern bis zu den Polen erstreckten. Große Teile Zentral-Eurasiens, Nordamerikas und Südostasiens wurden überflutet. Die Antarktis war ein gemäßigter Kontinent mit Beuteltierfauna, der noch immer durch die antarktische Halbinsel mit Südamerika verbunden war. Dadurch wurde die Drake-Passage abgeriegelt und die Bildung des antarktischen Zirkumpolarstroms verhindert, der die Antarktis etwa 22 Millionen Jahre nach dem Ende der Ära festfrieren würde.
Zu Beginn des Paläozäns wurde ein Großteil des Lebens der Erde zerstört, als ein 6 km breiter Asteroid auf die heutige Halbinsel Yucatan in Mexiko prallte. Dies schleuderte eine Staubwolke auf, die die Erde mindestens mehrere Jahre lang bedeckte und die meisten von der Photosynthese abhängigen Pflanzen und die Tiere, die sie zum Leben benötigen, tötete. Die größten Tiere – die Dinosaurier – wurden alle ausgelöscht, zusammen mit Pterosauriern (fliegenden Reptilien), Plesiosauriern, Pliosauriern, Mosasauriern (Wasserreptilien) und vielen Pflanzen und Wirbellosen. Dies ließ eine Vielzahl von Nischen offen, die von den wichtigsten überlebenden Gruppen – Vögeln und Säugetieren – genutzt werden konnten.
Die meisten Säugetiere im gesamten Paläozän waren relativ klein – unter 20 kg (44 lb). Zu Beginn ihrer Zeit als kleine nagetierähnliche Säugetiere hatten sie sich innerhalb von 10 Millionen Jahren in einige neue Ordnungen diversifiziert, von denen die meisten heute ausgestorben sind. Xenartha, die Säugetiergruppe, zu der Ameisenbären, Baumfaultiere und Gürteltiere gehören, hat sich vor etwa 60 Millionen Jahren vom Rest der Plazenta-Säugetiere abgezweigt. Beuteltiere und Plazenta hatten sich schon vor Beginn der Periode, also vor 130 Millionen Jahren, voneinander getrennt. Ahnenformen der meisten lebenden Ordnungen waren kurz vor dem Paläozän entstanden – darunter Huftiere, Insektenfresser, dachsartige Allesfresser usw.
Gerade und Unpaarhufer trennten sich zu Beginn des Paläozäns. Gras hatte noch nicht begonnen, die Erde zu bedecken, stattdessen war der größte Teil des Planeten von tropischen und gemäßigten Wäldern bedeckt. Als solche waren die meisten Säugetiere Baumbewohner. Südamerika, die Antarktis und Australien waren zu dieser Zeit vom Rest der Landmasse der Welt getrennt und wurden eher von Beuteltieren als von Plazentafauna dominiert. Über Tiere, die während des Paläozäns in der Antarktis und in Australien lebten, ist wenig bekannt – sie sind als Plazenta bekannt, die Nachkommen mesozoischer Säugetiere auf jedem Kontinent (deren Fossilien selten sind), und zumindest einige von ihnen waren die Vorläufer der Gegenwart. Tag australische und südamerikanische Beuteltiere. Phorusrhaciden, „Terrorvögel“, entwickelten sich zu Beginn des Paläozäns in Südamerika und lebten (wahrscheinlich) auch in der Antarktis als Spitzenprädatoren. Die Beutel- oder Reptilienfauna (außer Krokodile) wurde zu dieser Zeit von diesen Vogelmördern unterdrückt.
Zu den Gruppen von Plazenta-Säugetieren, die in dieser Zeit in Afrika, Nordamerika und Eurasien gediehen, gehören Primaten, Plesiadapiden (nagetierähnliche Vorfahren von Primaten) und Kondylarthen (die Vorfahren aller Huftiere, die die ersten echten Säugetierspitzenprädatoren waren und größere Pflanzenfresser). Die Säugetier-Überordnungen von Afrotheria, Laurasiatheria und Euarchontoglires hatten sich etwa 20 Millionen Jahre vor Beginn des Paläozäns gespalten, so dass die Evolution während des Paläozäns eine weitere Diversifizierung dieser Ordnungen war, die erste verfügbare Diversifizierung nach dem Aussterben der Dinosaurier.