Selon les normes du «temps profond», l'époque du Pliocène était relativement récente, commençant seulement cinq millions d'années avant le début du record historique moderne, il y a 10 000 ans. Pendant le Pliocène, la vie préhistorique dans le monde entier a continué de s'adapter à la tendance actuelle du refroidissement climatique, avec quelques extinctions et disparitions locales notables. Le Pliocène était la deuxième époque de la période néogène (il y a 23-2,6 millions d'années), la première étant le Miocène (il y a 23-5 millions d'années); toutes ces périodes et époques faisaient elles-mêmes partie de l'ère cénozoïque (il y a 65 millions d'années à nos jours).
Pendant l'époque du Pliocène, la terre a poursuivi sa tendance au refroidissement par rapport aux époques précédentes, avec des conditions tropicales se tenant à l'équateur (comme elles le font aujourd'hui) et des changements saisonniers plus prononcés aux latitudes plus hautes et plus basses; Pourtant, les températures mondiales moyennes étaient de 7 ou 8 degrés (Fahrenheit) supérieures à ce qu'elles sont aujourd'hui. Les principaux développements géographiques ont été la réapparition du pont terrestre de l'Alaska entre l'Eurasie et l'Amérique du Nord, après des millions d'années de submersion, et la formation de l'isthme d'Amérique centrale rejoignant l'Amérique du Nord et l'Amérique du Sud. Non seulement ces développements ont permis un échange de faune entre trois des continents de la terre, mais ils ont eu un effet profond sur les courants océaniques, car l'océan Atlantique relativement frais a été coupé du Pacifique beaucoup plus chaud..
Mammifères. Pendant de grands morceaux de l'époque du Pliocène, l'Eurasie, l'Amérique du Nord et l'Amérique du Sud étaient toutes reliées par des ponts terrestres étroits - et ce n'était pas si difficile pour les animaux de migrer entre l'Afrique et l'Eurasie non plus. Cela a fait des ravages sur les écosystèmes de mammifères, qui ont été envahis par des espèces migratrices, entraînant une concurrence accrue, des déplacements et même une extinction pure et simple. Par exemple, des chameaux ancestraux (comme l'énorme Titanotylopus) ont migré d'Amérique du Nord vers l'Asie, tandis que les fossiles d'ours préhistoriques géants comme Agriotherium ont été découverts en Eurasie, en Amérique du Nord et en Afrique. Les singes et les hominidés étaient principalement limités à l'Afrique (d'où ils sont originaires), bien qu'il y ait des communautés dispersées en Eurasie et en Amérique du Nord.
L'événement évolutif le plus dramatique de l'époque du Pliocène a été l'apparition d'un pont terrestre entre l'Amérique du Nord et l'Amérique du Sud. Auparavant, l'Amérique du Sud ressemblait beaucoup à l'Australie moderne, un continent géant et isolé peuplé d'une variété de mammifères étranges, y compris des marsupiaux géants. De façon confuse, certains animaux avaient déjà réussi à traverser ces deux continents, avant l'époque du Pliocène, par le processus arduement lent de "saut d'île" accidentel; c'est ainsi que Megalonyx, le paresseux géant, s'est retrouvé en Amérique du Nord. Les gagnants ultimes de ce «grand échange américain» ont été les mammifères d'Amérique du Nord, qui ont anéanti ou considérablement diminué leurs parents du sud.
La fin du Pliocène a également eu lieu lorsque des mammifères mégafaune familiers sont apparus sur la scène, notamment le mammouth laineux en Eurasie et en Amérique du Nord, Smilodon (le tigre à dents de sabre) en Amérique du Nord et du Sud, et Megatherium (le paresseux géant) et Glyptodon ( un gigantesque tatou blindé) en Amérique du Sud. Ces bêtes de plus grande taille ont persisté dans l'époque du Pléistocène qui a suivi, quand elles ont disparu en raison du changement climatique et de la concurrence (combinée avec la chasse par) les humains modernes.
Des oiseaux. L'époque pliocène a marqué le chant du cygne des phorusrhacides, ou «oiseaux terroristes», ainsi que les autres grands oiseaux prédateurs incapables de voler d'Amérique du Sud, qui ressemblaient à des dinosaures mangeurs de viande qui avaient disparu des dizaines de millions d'années plus tôt (et compter comme exemple d '«évolution convergente».) L'un des derniers oiseaux terroristes survivants, le Titanis de 300 livres, a réussi à traverser l'isthme d'Amérique centrale et à peupler le sud-est de l'Amérique du Nord; cependant, cela ne l'a pas empêché de disparaître au début de l'époque du Pléistocène.
Reptiles. Les crocodiles, les serpents, les lézards et les tortues occupaient tous une banquette arrière évolutive à l'époque du Pliocène (comme ils l'ont fait pendant une grande partie de l'ère cénozoïque). Les développements les plus importants ont été la disparition d'alligators et de crocodiles d'Europe (qui étaient maintenant devenus beaucoup trop cool pour soutenir le mode de vie à sang froid de ces reptiles), et l'apparition de tortues vraiment gigantesques, comme les Stupendemys of South America, qui portent bien leur nom..
Comme au Miocène précédent, les mers de l'époque du Pliocène étaient dominées par le plus gros requin qui ait jamais vécu, le Mégalodon de 50 tonnes. Les baleines ont poursuivi leur progression évolutive, se rapprochant des formes familières des temps modernes, et des pinnipèdes (phoques, morses et loutres de mer) ont prospéré dans diverses parties du globe. Une note intéressante: les reptiles marins du Mésozoïque connus sous le nom de pliosaures étaient autrefois considérés comme datant de l'époque du Pliocène, d'où leur nom trompeur, grec pour "lézards du Pliocène".
Il n'y a pas eu d'éclats fous d'innovation dans la vie végétale du Pliocène; cette époque a plutôt poursuivi les tendances observées au cours des époques oligocène et miocène précédentes: le confinement progressif des jungles et des forêts tropicales aux régions équatoriales, tandis que de vastes forêts de feuillus et de prairies ont dominé les latitudes nord plus élevées, en particulier en Amérique du Nord et en Eurasie..