L’epoca del Miocene si estende da circa 23.03 a 5.33 milioni di anni fa. È la prima e più lunga epoca del periodo Neogene. Essendo relativamente recente nella storia geologica, gran parte della flora e della fauna del Miocene era simile a quella di oggi, tranne per il fatto che era un po’ più primitiva all’inizio e più diversificata in tutto, poiché gli esseri umani hanno rapidamente ucciso molti degli animali unici che si sono evoluti nel ultimi 20 milioni di anni.
Da 49 milioni di anni fa, la Terra si era sostanzialmente raffreddata, ma questo fenomeno ha subito un’accelerazione durante il Miocene. All’inizio del periodo, il Sud America si separò dall’Antartide, permettendo a una fredda corrente antartica – la corrente circumpolare antartica – di circolare all’infinito intorno all’Antartide, senza alcuna barriera terrestre. Ciò ha impedito la miscelazione termica dell’oceano, causando un raffreddamento estremo in Antartide e causando l’estensione della glaciazione a livello continentale. Il ghiaccio bianco rifletteva l’energia termica nello spazio, abbassando ulteriormente la temperatura.
A causa della temperatura relativamente bassa durante tutto il Miocene, era dominata dalle erbe, proprio come oggi. Pertanto, i principali erbivori erano quelli che si adattavano alla vita nelle steppe, compresi gli antenati di cavalli, rinoceronti e ruminanti di grande successo, che già superavano in numero i loro concorrenti. Molti animali moderni esistevano già all’inizio del periodo, inclusi procioni, lupi, cammelli, cervi e balene. I mammiferi marini erano un po’ meno numerosi di oggi e le balene erano più piccole. I delfini si sono evoluti verso l’inizio del periodo, insieme alla tecnica dell’ecolocalizzazione, mentre le focene si sono evolute al suo centro.
Durante il Miocene, il Sud America e l’Australia furono isolati da ogni altro continente, sviluppando una propria fauna unica e ampiamente divergente. Il Sud America ha sviluppato un’intera classe unica di ungulati che si è evoluta per riempire le nicchie occupate dagli ungulati in altri continenti, compresi quelli corrispondenti a conigli, ippopotami e chalicotheres (strani grandi animali che camminavano sulle nocche). Molti di questi animali sono ora estinti, superati quando il Nord America si è fuso con il Sud America tre milioni di anni fa e ha introdotto quest’ultimo nella fauna dei mammiferi del resto del mondo.