Trvali od 65 do 1,8 milióna rokov a delia sa na dve periódy: paleogén (paleocén, eocén, oligocén) a neogén (miocén a pliocén).
V treťohorách pokračovalo delenie kontinentov. Alpínska orogenéza vrcholila kolíziami medzi pevninami, pri ktorých pôsobili veľké kompresné sily, čo malo dopad na morfológiu povrchu Zeme.
Vrásnením sa vytvorili rozsiahle pásmové pohoria: Alpy, Karpaty, Pyreneje, Kaukaz, Himaláje, Pamír a iné. Enormný vulkanizmus vyprodukoval sopečné Dekkanské a Sibírske trapy. Koncom neogénu zaujali kontinenty dnešnú polohu.
Paleogén: vek cicavcov (65 – 23 miliónov rokov)
Po veľkej kriedovej kataklizme sa v paleogéne začala ďalšia etapa prestavby morských i suchozemských ekosystémov, ktorá trvala milióny rokov.
Výrazné celosvetové oteplenie v priebehu epochy umožnilo v moriach rozmach pravých útesov tvorených šesťlúčovými koralmi.
