Oligoseeni on paleogeenikauden ja kenozoisen aikakauden aikakausi, joka ulottui 33.9 – 23.0 miljoonan vuoden takaa. Oligoseeni aloitti jäähdytyssuuntauksen, joka jatkuisi koko muukalaiseläimen ajan tähän päivään asti. Mannerjäätiköt alkoivat muodostua ensin Etelämantereelle, ja trooppiset laajalehtiset metsät, jotka olivat ulottuneet 45 astetta puolalaisiin nähden, alkoivat supistua tiiviimmin päiväntasaajalle, kun taas havumetsät, jotka olivat levinneet aiemmin puolalaisiin, alkoivat myös vähentyä. Oligoseenia edelsi eoseeni ja sen jälkeen mioseeni.
Oligoseenin merenpinnat olivat korkeammat kuin nykyään, koska jäätiköihin jäätyi vähemmän makeaa vettä, mikä johti suureen osaan Keski -Euraasiaa, Yhdysvaltojen kaakkoisosaa ja Kaakkois -Aasiaa. Pohjois -ja Etelä -Amerikka erotettiin Panaman salmella. Vaikka merenpinnan nousu viittaa siihen, että Pohjois -Amerikka ja Euraasia olisi erotettu toisistaan, niiden välillä oli oltava maasilta ajanjakson aikana, koska näiden kahden maanosan eläimistö oli niin samanlainen.
Ruohot, jotka aloittivat uransa liitukauden lopulla (~ 85 mya) vesirajoilla kasvavina kasveina, alkoivat vihdoin hallita aikaisemmin planeetan laajoja metsiä, kasvavat avoimilla alueilla ja haastoivat eläimiä kehittymään puusta nurmityyppiseksi mukautuksia. Näkyvimpiä näistä olivat nelikammioisen vatsan kehitys ja märehtiminen (pureskella cud), joka käytännössä muutti vatsan käymisastiaksi ravinteiden sitomiseksi kovasta ruohosta.
Monet nykyään niin tutuista “normaalinäköisistä” nisäkkäiden eläimistä alkoivat kehittyä oligoseenin aikana. Hirvi kehittyi ensimmäisen kerran oligoseenin alussa. Lihansyöjät olivat aikanaan pääasiassa karjaeläimiä – karhuja ja koiria – koska kissat kehittivät vasta oligoseenin päättymisen jälkeen, noin 20 miljoonaa vuotta sitten. Ensimmäiset täysin tunnistettavat valaat (valaat, delfiinit jne.) Kehittyivät muutama miljoona vuotta ennen oligoseenin alkua ja kasvoivat vähitellen.
Oligoseenissa oli edelleen “epätavallisia” eläimiä, mukaan lukien saalistajat, mutta monet heistä alkoivat lopettaa vaiheittain. Näitä ovat mesonykidit, suuret sorkkaeläimet, joilla on ylisuuret kalloja ja jotka hallitsivat Aasian aroja ja Pohjois -Amerikan tasankoja, mutta oligoseenin heikkeneminen ja ne kuolivat aikaisin. Phorushapot – “terrorilinnut” – olivat Etelä -Amerikan hallitsevia saalistajia, joita he olivat olleet varhaisesta lähtien cenosoikassa ja jatkuivat kunnes Etelä -Amerikka liittyi Pohjois -Amerikkaan ja kilpailukykyiset nisäkkäiden saalistajat alkoivat vallata niiden tilaa. Kädelliset oligoseenin aikana olivat enimmäkseen alkukantaisia, samanlaisia kuin nykypäivän apinat, mutta apinat kehittyivät Afrikassa ajanjakson lopussa.