概述
始新世(Eocene)之名，字源來自希臘文εω(eo，黎明）和καινος(caenos，新)，指的是現代哺乳動物群出現的開始。始新世常被劃分成早期(距今5，780萬∼5，200萬年)、中期(距今5，200萬∼4，360萬年)和晚期(距今4，360萬∼3，660萬年)。
最開始的時候，它被認為是新生代的起始。後來，進一步的考古發現才顯示，古新世是比它更早的一個時期。從古新世到始新世，無脊椎動物和植物的進化已經基本上完成，形態與今天幾乎沒有太大的差別。這個時期，哺乳動物的進化與繁衍是地球進化的主鏇律。
在始新世時，北大西洋板塊的裂縫將北美和歐洲分成了兩部分，南美大陸與南極大陸也不再完全相連。印度和蘇格蘭經歷著造山運動，海平面大幅度上升，海水覆蓋了非洲、澳大利亞和西伯利亞的大部分地區。 當時，地球上的氣候溫暖宜人，熱帶棕櫚植物甚至向北擴張到了倫敦盆地。不過，從當時北半球熱帶和亞熱帶地質特徵交相出現的情形來看，那時候這些地區的溫度並沒有現在熱帶地區的溫度高，但降水卻極為充沛。溫暖的氣候為哺乳動物的繁衍生息提供了理想的環境。許多現代哺乳動物都能夠在始新世找到自己進化上的祖先。
在始新世，從遠古的蹄獸類進化出了現代的有蹄類動物，如始祖馬、始祖貘、貘犀等，還包括一些目前已經滅絕了的有蹄類動物如王雷獸、恐角獸、爪獸等等。最開始的時候，這些有蹄類動物的體形都非常之小，充其量相當於現代的家犬，但進化到後來，它們中的一些卻變成了塊頭比現代的非洲象還要大幾倍的龐然大物。不過，在始新世過渡到漸新世的過程中，這些遠古巨獸幾乎都滅絕了。始新世的另一個哺乳動物的龐大家族是嚙齒類動物。從遺留下來的動物化石估算，嚙齒類動物與有蹄類動物一道，占據了當時地球上哺乳動物群的半數以上。原始的食蟲目動物進化出了近代蝙蝠的祖先，作為現代狐猴和眼睛猴祖先的靈長類動物開始在叢林裡棲息繁衍。在海洋中，出現了第一批水生哺乳動物，如鯨和海牛。在空中，飛翔著同現代的鷹、鵜鶘、鵪鶉和禿鷹幾乎沒有差別的各種鳥類。同時，由於當時的肉食哺乳動物還沒有那么強的掠食能力，地面上還生活著許多不能飛行的巨型鳥類，它們的身高可以達到兩米以上。
在始新世，非洲大陸和南美大陸四周完全被海水所包圍，這使得它們獨立進化出了一個與歐洲、亞洲和北美都有所不同的生物群。
地理
板塊運動始新世形成的地層稱始新統，位於古新統之上、漸新統之下。
在始新世，各大洲繼續飄移向它們目前所在的位置。
始新世初始，澳大利亞和南極洲仍然相連，同時溫暖的赤道洋流匯入寒冷的南極水域，使得熱量在全球範圍內獲得分配，從而保持全球的較高溫度。但是在4500萬年前，當澳大利亞從南方大陸中分裂出來時，溫暖的赤道洋流開始偏離南極地區，在兩塊大陸之間形成了一個孤立的寒冷水道。南極地區持續變冷，南極水域開始結凍，並向北方輸送冷水和海冰，使寒冷局勢進一步加劇。
北方的超級大陸——勞亞古大陸也開始分裂，歐洲、格陵蘭島和北美洲相繼從中分裂而出。
在北美洲西部，於始新世開始了造山運動，在平原的抬升過程中形成了諸多巨大的湖泊，並進而沉積形成了綠河岩層。
在歐洲，阿爾卑斯山脈的抬升將特提斯洋的最後殘跡——地中海包圍，從而使特提斯洋最終消失，並形成了另外一個淺海，這個淺海的北部區域分布著一系列的群島。雖然北大西洋正在擴張，但是北美洲和歐洲之間可能仍有陸橋相連，因為兩塊大陸上的動物區系十分相似。
印度次大陸繼續漂離非洲大陸，並開始撞擊亞洲大陸，喜馬拉雅山脈開始形成。
生物種類
生物在始新世開始之初，一些新哺乳動物群到達北美。這些原始的哺乳動物，如偶蹄類動物，奇蹄類動物和靈長類動物，特徵是細長的四肢，有抓取物體的能力，可以透過鑑別牙齒來區分它們的食性。且基於牙齒尺寸的關係，始新世的哺乳動物的體型只有原始的古新世哺乳動物的百分之六十。
長頸鹿科（Giraffidae）
薩摩麟(Samotherium)與山西獸一樣同屬於古長頸鹿。薩摩麟在眼的後部有對角，口鼻部很長，嘴呈圓形；臼齒齒冠很高，適合側邊咀嚼，與牛和羊相似，都適合吃草，因此它應該是生活在開闊的草原上。薩摩麟屬於偶蹄類(Artiodaclyla)的反芻亞目(Ruminantia)，反芻亞目包括鼷鹿類、鹿類和洞角類。它們從始新世晚期開始出現，到中新世開始繁盛成為分布最廣、種類和數量最多的有蹄動物。
犀亞科
犀亞科 （Rhinocerotinae）下分為四類，分別為犀族Rhinoceratini、雙角犀族Dicerorhinini、非洲犀族Dicerotini和板齒犀族Elasmotheriini。這四類都是較晚期的犀牛，生存年代基本都在中新世之後。除了板齒犀族，另外三族均有現存代表。披毛犀Coelodonta antiquitatis屬於雙角犀族Dicerorhinini，雙角犀族的現存代表是蘇門答臘犀Dicerorhinus sumatrensis。
原雷獸屬（Protitan）
雷獸是一類生活在古近紀始新世的奇蹄類哺乳動物。歸於馬型亞目，單置為雷獸超科。化石主要發現在古北區的亞洲和北美。最早的雷獸類動物是北美洲始新世早期的蘭布達獸(Lambdotherium)，中國的雷獸類動物則最早出現於始新世中期的阿山頭期。雷獸類演化至漸新世突然全部滅絕，在它們不算長的歷史中，主流方向是個體體型不斷增大，侏儒雷獸和迷你雷獸除外，一般認為，雷獸的角也是不斷增大的。
懸猴類
懸猴類 (Anaptomorphimae)是主要的絕滅眼鏡猴類型。生存的時代為早一晚始新世。分布在美洲的西北部和西歐。有不很特化的臼齒，最後上、下臼齒有高和呈球狀的主尖，北美早始新世的Teronius是了解最多的懸猴類，頭骨上顯示出有較大的大腦半球，位置靠近的大眼眶，短的鼻和膨大的聽泡。從耳區鼓室的結構來看，早第三紀的眼鏡猴類不僅包括特化的類型和現生眼鏡猴的祖先類型，而且也有發展到高等靈長類的類型。如產自法國始新統的尼古魯猴(Necrolemur)，其形態特徵遠遠超出了狐猴階段而接近於猿類，但它不是猿猴的直接祖先。中國晚始新統的黃河猴(Hoanghonius)發現於山西的垣曲盆地。1953年又增加了兩個下頜骨。有些學者認為1930年的材料應置於兔猴類。
海洋動物
始新世的海洋溫暖而充滿魚群和其他海洋生物。出現了：
最早的真鯊目動物。
早期的海生哺乳動物：包括龍王鯨（早期的一種鯨魚，被認為由一種生活於始新世早期的陸生動物進化而來）、最早的海牛目動物。
植物
始新世早期，因為高溫的氣候以及溫暖海洋，所以創造了一個潮濕而溫和環境。除了乾旱的沙漠之外，地表完全被森林所覆蓋。
極地地區的森林面積廣大。在北極地區的埃爾斯米爾島上發現了始新世時期的樹木化石以及保存至今的樹木，如落羽杉和水杉。這些保存至今的樹木不是化石，而是原先存在於沼澤森林缺氧的水中，並在未及腐爛的情況下被掩埋的實物。即使在那時，埃爾斯米爾島也只比今天所在的位置低了幾個緯度。另外，在格陵蘭島和阿拉斯加都發現了始新世時期的溫帶森林，甚至是熱帶植被的化石。熱帶雨林則擴展至太平洋西北岸和歐洲地區。
在始新世早期，棕櫚樹分布範圍北及阿拉斯加和北歐地區，不過其後氣候變冷，棕櫚樹在這些地區漸趨衰落。水杉在這一時期也分布廣泛。
在始新世中期開始的氣候變冷，致使到了始新世末期時大陸內部開始變得乾燥，在某些地區，森林分布區域萎縮。此時新發展起來的草原也僅限於河岸和湖畔地區，還未擴展至平原地區和現今的熱帶或亞熱帶大草原地區。
氣候變冷亦導致了季節變化的出現。落葉樹種能夠更好的適應劇烈的溫度變化，於是比之常綠樹種，開始占有優勢。在始新世末期，落葉林覆蓋了北方大陸的大片區域，包括北美洲、歐亞大陸和北極地區；雨林則只分布在了赤道和近赤道的南美洲、非洲、印度次大陸和澳大利亞。
在始新世開始之時，南極大陸上還覆蓋著大片的溫帶雨林，乃至是亞熱帶雨林，但是隨著時間流逝，氣候變得越來越寒冷；喜熱的熱帶植被消失了，到漸新世開始之時，這塊大陸上的植被變成了落葉林和廣袤的苔原。
重大災害
化石古新世-始新世熱極限事件（距今大約5500萬年前）突然爆發了一次比較嚴重的全球變暖事件—導致深海溫度增加約5攝氏度，表層海水溫度增加4～8攝氏度，深海氧氣含量嚴重降低的古新世/始新世熱極限(Paleocene-Eocene Thermal Maximum，PETM) 。這次全球變暖(global warming)事件導致許多物種的消亡，最為突出的是30~40%深海有孔蟲類的滅亡。
地質時代百科
地質年代參照表
| 宙|宙 | 代 | 紀 | 世 | 年代開始 百萬年前(GSSP) | 主要事件 |
| 顯生宙 | 新生代 | 新近紀 | 全新世 | 0.011430 ± 0.00013 | 人類繁榮 |
| 更新世 | 1.806 ± 0.005 | 冰河時期，大量大型哺乳動物滅絕 人類進化到現代狀態 | |||
| 上新世 | 5.332 ± 0.005 | 人類的人猿祖先出現 | |||
| 中新世 | 23.03 ± 0.05 | ||||
| 古近紀 | 漸新世 | 33.9 ± 0.1 | 大部份哺乳動物目崛起 | ||
| 始新世 | 55.8 ± 0.2 | ||||
| 古新世 | 65.5 ± 0.3 | ||||
| 中生代 | 白堊紀 | 99.6 ± 0.9 | 恐龍的繁榮和滅絕 白堊紀-第三紀滅絕事件，地球上45%生物滅絕 有胎盤的哺乳動物出現 | ||
| 侏羅紀 | 199.6 ± 0.6 | 有袋類哺乳動物出現 鳥類出現 裸子植物繁榮 被子植物出現 | |||
| 三疊紀 | 251.0 ± 0.7 | 恐龍出現 卵生哺乳動物出現 | |||
| 古生代 | 二疊紀 | 299.0 ± 0.8 | 二疊紀滅絕事件，地球上95%生物滅絕 盤古大陸形成 | ||
| 石炭紀 | 359.2 ± 2.5 | 昆蟲繁榮 爬行動物出現 煤炭森林 裸子植物出現 | |||
| 泥盆紀 | 416.0 ± 2.8 | 魚類繁榮 兩棲動物出現 昆蟲出現 種子植物出現 石松和木賊出現 | |||
| 志留紀 | 443.7 ± 1.5 | 陸生的裸蕨植物出現 | |||
| 奧陶紀 | 488.3 ± 1.7 | 魚類出現；海生藻類繁盛 | |||
| 寒武紀 | 542.0 ± 1.0 | 寒武紀生命大爆炸 | |||
| 元古宙 | 新元古代 | 埃迪卡拉紀 | 630 +5/-30 | 多細胞生物出現 | |
| 成冰紀 | 850 | 發生雪球事件 | |||
| 拉伸紀 | 1000 | 羅迪尼亞古陸形成 | |||
| 中元古代 | 狹帶紀 | 1200 | |||
| 延展紀 | 1400 | ||||
| 蓋層紀 | 1600 | ||||
| 古元古代 | 固結紀 | 1800 | |||
| 造山紀 | 2050 | ||||
| 層侵紀 | 2300 | ||||
| 成鐵紀 | 2500 | ||||
| 太古宙 | 新太古代 | 2800 | 第一次冰河期 | ||
| 中太古代 | 3200 | ||||
| 古太古代 | 3600 | 藍綠藻出現 | |||
| 始太古代 | 3800 | ||||
| 冥古宙 | 早雨海代 | 地球上出現第一個生物---細菌 | |||
| 酒神代 | 古細菌出現 | ||||
| 原生代 | 地球上出現海洋 | ||||
| 隱生代 | 地球出現 | ||||
