Bu devirde iklim genel olarak sıcak ve ılıman, mevsimler belirsiz, yağışlar oldukça bol ve deniz seviyesi yüksekti. Artık karalarda tümüyle memeliler egemendi. Etçiller, otçullar, keseli memeliler ile primatların (insan ve maymunların ataları ile birlikte ortak grubu) dahil olduğu plasentalı memeliler yaşamda yerlerini aldılar.
At, tapir, gergedan, fil, domuz, deve ve primatların dahil olduğu çağımızın memeli takımlarının çoğu ilk defa Erken Eosen'de 10 kg dan daha az hayvanlar olarak ortaya çıkmışlardı. Günümüzdeki biçimlere benzer olmasa da ilk yarasalar böcekçillerden farklanarak evrimleşti.
Bu devrede, kuzey Amerika ile Asya arasındaki Bering boğazı iklimsel değişiklikler nedeniyle bir çok hayvan grubu için kara köprüsü oldu. Böylece, çağımız toynaklılarının (atların) ataları Avrupa, Asya ve Kuzey Amerika'ya yayıldı. Başlangıçta küçük boyutlu olan memelilerin bazıları devrenin sonuna doğru boyutlarını hızla artırarak dev boyutlara ulaştı.
Balina ve deniz inekleri gibi deniz memelileri ilk defa bu devrede evrim geçirmeye başladı. Balinalar Eosen devri içinde (Zeuglodan 20-25 m) büyük boyutlara ulaştı. Kazlar, ördekler, balıkçılar, baykuşlar ve şahinler ve benzeri ilk çağdaş kuşlar da ilk defa Eosen de görüldü.
Omurgasızlardan nummulitler ve yumuşakçalar (molluska) tropikal denizlerde gelişip çeşitlendiler.
