Mioseenikausi ulottuu noin 23.03 – 5.33 miljoonan vuoden takaa. Se on neogeenikauden ensimmäinen ja pisin aikakausi. Koska geologisessa historiassa suhteellisen tuore, suuri osa mioseenikasvillisuudesta ja -eläimistöstä oli samankaltaisia kuin nykyään, paitsi että se oli jonkin verran alkeellisempi lähellä alkua ja monipuolisempi koko ajan, koska ihmiset ovat tappaneet nopeasti monia ainutlaatuisia eläimiä, jotka ovat kehittyneet viimeiset 20 miljoonaa vuotta.
Maa oli 49 miljoonaa vuotta sitten jäähtynyt huomattavasti, mutta tämä ilmiö kiihtyi mioseenin aikana. Kauden alussa Etelä -Amerikka erosi Etelämantereesta, jolloin Etelämantereen kylmä virta – Antarktiksen ympyrävirta – kierteli Etelämantereella loputtomasti ilman maaesteitä. Tämä esti valtameren lämpösekoituksen, mikä aiheutti äärimmäisen jäähdytyksen Etelämantereella ja aiheutti jäätikön tulevan koko mantereelle. Valkoinen jää heijasti takaisin lämpöenergiaa avaruuteen ja alensi lämpötilaa entisestään.
Koska suhteellisen alhainen lämpötila koko mioseenikauden aikana, sitä hallitsivat ruohot, aivan kuten tänään. Siksi ensisijaiset kasvinsyöjät olivat niitä, jotka sopeutuivat arojen elämään, mukaan lukien hevosten, sarvikuonojen ja esi -isien esi -isät, jotka olivat jo kilpailijoitaan enemmän. Monet nykyaikaiset eläimet olivat olemassa jo kauden alussa, mukaan lukien pesukarhu, susia, kamelia, peuroja ja valaita. Merinisäkkäitä oli jonkin verran vähemmän kuin nykyään, ja valaat olivat pienempiä. Delfiinit kehittyivät lähellä ajanjakson alkua yhdessä kaikupaikannustekniikan kanssa, kun taas pyöriäiset kehittyivät sen keskellä.
Mioseenin aikana Etelä -Amerikka ja Australia eristettiin kaikista muista mantereista ja kehitettiin oma ainutlaatuinen ja hyvin erilainen eläimistönsä. Etelä -Amerikka kehitti koko ainutlaatuisen sorkka- ja kavioeläinluokan, joka kehittyi täyttämään muiden mantereiden sorkka- ja kavioeläinten valtaamat aukot, mukaan lukien kanit, virtahepot ja simpukat (vastaavat suuret eläimet, jotka kävelivät rystysillään). Monet näistä eläimistä ovat nyt sukupuuttoon kuolleita, kilpailukyvyttömiä, kun Pohjois -Amerikka sulautui Etelä -Amerikkaan kolme miljoonaa vuotta sitten ja esitteli jälkimmäisen muun maailman nisäkkäiden eläimistölle.