Paleogeno laikotarpis yra pirmasis iš dviejų laikotarpių yra kainozojus, kuris tęsiasi nuo dinozaurų (išskyrus paukščius) išnykimo prieš 65.5 milijono metų iki šių dienų. Pats paleogenas tęsiasi nuo 65.5 milijono metų iki 23 milijonų metų. Paleogeno laikotarpis laikomas žinduolių amžiaus pradžia, priešingai nei roplių amžius, kuris buvo prieš jį. Jį sudaro trys dalys, kurių kiekviena yra apie 13 milijonų metų: paleocenas, eocenas ir oligocenas.
Paleogeno laikotarpiu Žemės žemynai pamažu perėjo iš savo senosios konfigūracijos, sutvirtintos arti vienas kito, į dabartinę konfigūraciją, labiau nutolusią. Prieš 50 milijonų metų Žemė artėjo prie to, ką laikytume normalia, nors Indija buvo sala ir didžioji dalis Centrinės Azijos buvo užtvindyta. Vidutinė Žemės temperatūra prasidėjo kaip įprasta, vėliau greitai pradėjo mažėti – tokia tendencija tęsėsi dar palyginti neseniai.
Paleogeno laikotarpiu tankūs miškai išsiplėtė iki ekstremalesnių platumų nei juros periodo metu. Jūros lygis sumažėjo, todėl atsirado daug žemės, kuri anksčiau buvo panardinta. Šiuo laikotarpiu Afrika ir Pietų Amerika buvo salų žemynai, kūrę savo unikalią florą ir fauną.
Paukščiai, išgyvenusių dinozaurų protėviai, paleogene išsivystė į kažką beveik panašaus į dabartinę formą. Be dinozaurų, valdančių žemę, žinduoliai klestėjo, kai kurie išaugo iki didelių proporcijų. Raganosių, arklių, kačių, primatų ir šunų protėviai išsivystė paleogeno laikotarpiu. Žymiausi žinduoliai ankstyvuoju paleogeno laikotarpiu yra iš grupių, kurios dabar yra išnykusios, tačiau jam pasibaigus išsivystė daugelis tiesioginių evoliucinių šiuolaikinių formų protėvių. Daugelis mažų žinduolių savo išvaizda buvo panašūs į uogas ar meškėnus. Ekologinė niša, kurią anksčiau užėmė dinozaurai, dabar yra laisva, žinduoliai patyrė įvairių naujų formų prisitaikančią spinduliuotę.
Nors žinduoliai dar nebuvo labai dideli, egzistavo dideli neskraidantys paukščiai, kurie tam tikrose vietose dominavo žemėje. Kai kurie iš jų buvo net 2 m aukščio ir buvo žiaurūs plėšrūnai. Jūroje išsivystė vandens žinduoliai, pavyzdžiui, banginiai, kai kurie išaugo iki 25 m ilgio. Iš šio laikotarpio buvo aptikta nedaug gyvybės fosilijų Australijoje ar Antarktidoje.