白堊紀(jì)約為1.44億至6500萬年前，是中生代的最后一個世紀(jì)。早期，東亞和北美西部最北部有陸地連接，形成一個生物區(qū)，稱為亞美大陸區(qū)。接下來，一條打通南北美洲、歐洲、非洲，繞過南非最南端的巖漿活動帶，打通大西洋，隔絕南極澳洲大陸，向北移動印度，逐漸逼近亞洲大陸；南極洲和澳大利亞之間也出現(xiàn)了裂谷，最后從澳大利亞分離出來，在白堊紀(jì)末期向北移動。這是一個大陸正在瓦解的時代。

周期性海平面上升在白堊紀(jì)中期達(dá)到中生代最高峰，比今天高200米。今天約有四分之一的陸地在淺海底，于是陸塊被一個接一個地隔離開來:北美被一條貫穿南北的淺海通道逐漸分為東西兩半，西半部成為一個島嶼，有自己的特有物種；北美東部、歐洲和格陵蘭島(歐美大陸塊)也是由淺海與亞洲隔開，歐洲和非洲又被古地中海隔開。隨著陸地和海洋的變化，全球氣候發(fā)生了很大變化。洋流將水和氣體帶入內(nèi)陸地區(qū)，世界變得更加溫暖和潮濕，沼澤大大增加。典型的中生代植物，如蘇鐵、銀杏、針葉林、蕨類等，仍然是陸地上的優(yōu)勢植物；開花植物在早白堊世開始以小灌木的形式出現(xiàn)，中期占據(jù)山谷和平原。

白堊紀(jì)晚期，氣候開始明顯逆轉(zhuǎn)，全球氣溫開始下降；原本淹沒陸地的海平面也下降了，北美的內(nèi)海公路消失了，亞歐之間不時有陸地相連，非洲與歐洲、南美與北美之間的陸地橋梁似乎已經(jīng)開通。在這種氣候和海陸過渡中，極地的森林開始消失；高緯度、高海拔的針葉林隨著溫度的降低更加旺盛；低開花植物取代了蘇鐵和蕨類植物，成為陸地植物的主體。花開花落，改變了大地的景觀，幾種開花植物發(fā)展成樹，如山毛櫸、棕櫚、樺樹、楓樹、核桃等。

動物界也發(fā)生了很大的變化，地域特色也因土地的劃分而逐漸發(fā)展。與花關(guān)系密切的昆蟲與開花植物一起茁壯成長，互相幫助，一起大面積產(chǎn)卵；角落里，不起眼的小哺乳動物正在迅速多樣化；蛇也是從蜥蜴進(jìn)化而來的。在空中，早白堊世是短尾翼龍的全盛時期，翅膀大至10米的巨大飛行物令人震驚，但后來氣候變化導(dǎo)致全家人的衰?。幌喾?，鳥類在各種氣候條件下繁盛，遍布世界各地。到白堊紀(jì)末期，已經(jīng)有了不會飛的海洋物種。

在溫暖的海洋中，浮游植物大量繁殖，沉積在海底的遺骸成為今天全世界厚厚的白堊巖，這就是白堊紀(jì)命名的由來。在海洋爬行動物中，蛇頸龍出現(xiàn)的種類更多，魚龍開始衰退，莫薩龍出現(xiàn)在白堊紀(jì)中期。骨架魚和鯊魚繼續(xù)蓬勃發(fā)展。白堊紀(jì)末期的氣候變化嚴(yán)重影響了海洋中的生態(tài)，魚龍率先滅絕，蛇頸龍和蒼龍、鏃、菊石、雙殼類等逐漸減少。

在翼龍巨大翅膀下的陸地上，白堊紀(jì)是恐龍的全盛時期。侏羅紀(jì)以來，巨型食草恐龍的發(fā)展達(dá)到了頂峰，而其他具有不同特征的食肉和食草物種則在各種陸塊中多元化發(fā)展，一直生老病死到最后一代，歷史上最大的食肉恐龍也發(fā)展起來了。