Oligosen'de iklimde belirgin bir soğuma gerçekleşti. Pek çok hayvan grubunun yaşadığı alanlar bu sıcaklık azalmasından etkilendi. Yaygın görüşe göre Himalaya dağ kuşağının yükselmeye başlaması iklimsel soğumaya neden olmuş ya da hızlandırdı. Soğumayla birlikte Antartika üzerinde buzullar oluşmaya başlıyarak, deniz seviyesinde düşüş görüldü ve bunun sonucunda da denizlerdeki plankton sayısı ve çeşitliliğinde düştü ve kıtalar kuraklaştı. Tropik ormanlar ekvator kuşağına çekilirken, yerlerini yaprağını döken ılıman iklim ormanlarına bırakmışlardı. Bu devrede çiçekli bitkilerin çağdaş biçimlerinin çoğu evrimleşip, yaygınlaşmıştı. Bunlar arasında en dikkat çekici olanı "ot"lardı. Asya'nın kurak iç bölgelerinden başlayarak yayılan otlarla, ilk otlak alanlar oluştu.
Gelişmiş sindirim sistemine sahip ilk çift toynaklılar Oligosen'de evrim geçirdiler. Yeni sindirim sistemleri onlara lifli ve sindirimi zor otlarla beslenmede büyük avantaj sağladı.
Oligosen'nin en iri hayvanları tek toynaklılardı. Bu devrede yaşayan Orta Asyanın dev boynuzsuz gergedanı Paraceratherium (Baluchitherium) yaşamış en büyük karasal memeli bir hayvandı ve yüksekliği omuz hizasında 6 m, uzunluğu 8 m ve ağırlığı da 10 ton kadardı.
Afrika'da fillerin ataları ve gergedan benzeri hayvanlar boyutlarını geliştirmişlerdi. Kendine özgü keseli memeli faunasıyla Avusturalya'da memeli çeşitliliği arttı.Yırtıcı memeliler, atlar, gergedanlar, domuzlar, geyikler Oligosen'de çeşitlendi.
Senozoyik Zaman'ın 3. bölümü olan günümüzden 33,7 milyon yıl önce başlayıp, yaklaşık 11 yıl sürmüş ve günümüzden 23,8 milyon yıl önce sona ermiş dönemdir.
Bu dönemde Avustralya ve Güney Amerika'nın Antarktika'dan ayrılmasıyla dev kıta Pangea tarihe karışır. Hindistan'ın Asya kıtasına aşağıdan çarpması ile volkanik aktiviteler hızlanır. Himalayalar yükselmeye başlar. Bunlar gezegenimizin halen en genç sıradağlarıdır.
Çiçekli bitkilerin çoğu bu dönemde ortaya çıkıp yaygınlaşır. yeni ortaya çıkan çiçekli bitkilerin en önemlisi ot oldu. Asya'nın kurak iç kısımlarından başlayarak yayılan otlarla, ilk otlak alanlar oluşur.
Eosenin en büyük hayvanları tek toynaklılardı. Bu dönemde yaşayan, Orta Asya'nın dev boynuzsuz gergedanı Indricotherium, yaşamış en büyük karasal memelidir; Mezozoiğin Sauropodlarıyla denk olan, bu 25 ton ağırlığındaki devler, Orta Miyosene kadar Asya'da varlıklarını sürdürür. Bu arada Afrika'da, fillerin ataları ve gergedan benzeri hayvanlar dev boyutlara ulaşır. Asya ve Kuzey Amerika'da, dev Brontotheresler ve dev domuzlar olan Archaeotheriumlar vardı. Kuzey kıtaları arasındaki bağlantılar, hayvanların kıtalar arasında serbestçe dolaşmasını sağlıyordu. Kendine özgü keseli faunasıyla Avustralya'da da bu dönemde memeli çeşitliliği artar.
