Cenozoic -eläimiä ovat olleet ne, jotka ovat olleet olemassa viimeisten 65.5 miljoonan vuoden aikana dinosaurusten tuhoamisen jälkeen massiivisella asteroidi -iskulla, jota kutsutaan KT: n sukupuuttoon. KT-sukupuuton jälkeen jäljelle jääneet ensisijaiset maaeläimet olivat pieniä matelijoita ja jyrsijöiden kaltaisia nisäkkäitä. Nämä jyrsijöiden kaltaiset nisäkkäät monipuolistuivat nopeasti ja tulivat miehittämään kaikki suuret markkinaraot, jotka jäivät tyhjiksi dinosaurusten lähdön jälkeen. Nisäkkäät, joilla oli nopea aineenvaihdunta, huolellinen hoito nuoristaan ja suhteellisen suuret aivot, olivat hyvässä asemassa hallitsemaan maan ekosysteemejä ja nousemaan hallitseviksi eläimiksi.
Ainoat elävät cenozoiset eläimet heti KT -sukupuuton jälkeen olivat pieniä hyönteissyöjiä, joilla oli erinomainen kuulo ja haju, mutta keskinkertainen näkö. Varhaisimmat eläintarhan eläimet sopeutuivat ensisijaisesti metsästykseen yöllä, jolloin dinosaurukset olivat todennäköisesti vähemmän aktiivisia hitaamman aineenvaihduntansa vuoksi. Nämä hyönteissyöjät jakautuivat lagomorfeiksi (kanit, jänikset ja pikikat), lepakoiksi, varhais kädellisiksi, todellisiksi jyrsijöiksi ja puunkarhuksi paleoseenin lopulla, noin 55 miljoonaa vuotta sitten, kun taas toinen linja kehittyi nykyään useimpien suurten nisäkkäiden esi -isiksi. Feraen klaadista.
Ferae -kladi jakautui modernien lihansyöjien (koirat, kissat ja karhut), sorkka- ja kavioeläinten (valaiset, delfiinit jne.) Esi -isiin. lihansyöjät; mesonykidit, jotka olivat sukua nykyaikaisille parisorkkaisille sorkka- ja kavioeläimille, mutta olivat lihansyöjiä; ja entelodonteja, jotka olivat suuria siankaltaisia eläimiä, joilla oli luullisia kokkareita poskiensa puolella ja joita he tapasivat saaliinsa.
Suuret kasvissyöjäeläimet Cenozoic-eläimet säteilivät enimmäkseen kondylareista, sukupuuttoon kuolleesta eläinryhmästä, joka on kaikkien nykyisten sorkka- ja kavioeläinten yhteinen esi-isä, mukaan lukien lehmät, siat, hevoset, peurot, virtahepot, sarvikuonot, kamelit, norsut jne. evoluutiosäteily tapahtui, kun kondylaatit muuttivat ruokavalionsa sisältämään kasviainesta, mikä on muutos edelliseen yksinomaan hyönteissyöjään. On eri mieltä siitä, missä ja milloin nämä evoluutiotapahtumat tapahtuivat.
Cenozoicin aikana nisäkkäät sopeutuivat elämään sekä ilmassa (lepakoissa) että valtamerissä (valaat), molemmissa tapauksissa kehittyessään yksinomaan maanpäällisistä esi -isistä. Sinivalas, merinisäkäs, tuli todennäköisesti kaikkien aikojen suurin eläin, jopa suurempi kuin suurimmat vahvistetut dinosaurukset. Monet kauden alkuvaiheessa menestyneet cenozoiset eläimet ovat nyt kuolleet sukupuuttoon ja jättäneet vain jälkeläisensä.