白堊紀是中生代的第三個紀，也是最後一個紀，距今約1.45億至6500萬年，延續約8000萬年。白堊紀地層主要為白堊沉積，白堊是石灰岩的一種，主要由海生非脊椎動物身上甲殼的碳酸鈣沉積而成。
在白堊紀初期，岡瓦那大陸仍未分裂，後南美洲、南極洲、澳大利亞、非洲相繼分離，印度則連在非洲上，南大西洋與印度洋開始出現。非洲北邊的特提斯洋在變窄，西部內陸海道將北美洲分為東西兩部，這個海道在白堊紀後期開始縮小。板塊運動形成了大量的海底山脈，使得全球海平面上升，白堊紀的海平面最高時，地表有1/3的陸地沉浸在海洋之下，中南歐和中東、近東地區都處於海侵中。白堊紀中晚期，古大陸已經完全分裂成現在的各個大陸，只是地理位置和現在不同。北美洲自侏羅紀開始，形成多排平行的造山幕，如內華達造山運動、塞維爾造山運動等。
白堊紀地圖
白堊紀時的大氣氧氣含量是現今的150%，密集的火山爆發製造了大量的二氧化碳，含量是工業時代前的6倍。這使得當時氣候比較溫暖，平均氣溫高於今天約4攝氏度，大面積的陸地被溫暖的淺海覆蓋，即便在兩極也沒有冰蓋。當時大部分地區雨量充沛，氣候溼潤。
白堊紀被子植物、雙殼類、腹足類、哺乳動、物鳥類等生物有所發展，預示著新的生物演化階段來臨。白堊紀早期，陸地上的裸子植物和蕨類植物仍佔統治地位，松柏、蘇鐵、銀杏、真蕨及有節類組成主要植物群。被子植物（開花植物）開始出現於白堊紀早期，中期大量增加，晚期迅速興盛，在陸生植物中居統治地位。木蘭、柳、楓、白楊、樺、山毛櫸、榕樹、樟、胡桃、懸鈴木等都已出現。被子植物為昆蟲、鳥類、哺乳類等動物提供了大量的食料，昆蟲、鳥類等動物則起到了傳播花粉與散佈種子的作用。昆蟲開始多樣化，有了最古老的螞蟻、白蟻、鱗翅目(如蝴蝶、蛾)、芽蟲、草蜢、癭蜂等。
白堊紀植物
海洋中生存著菊石、以及厚殼蛤，為海洋的繁盛動物，厚殼蛤一度取代珊瑚成為主要的造礁生物。有孔蟲門的球截蟲科與棘皮動物(如海膽、海星)繼續存活。白堊紀海洋中出現了最早的硅藻，黃昏鳥目是無法飛行的原始鳥類，可以在水中游泳。白堊紀末，恐龍、菊石和其他生物類群大量絕滅。淡水無脊椎動物，如甲殼類的介形蟲、軟體動物中的螺和蚌廣泛分佈。
白堊紀生物群
白堊紀早期，恐龍類達到極盛，最著名的恐龍是暴龍（霸王龍），是陸地上出現過的最大食肉動物，其他還有古魔翼龍、青島龍等。海洋中巨大的爬行動物，如混龍類的上龍和海生蜥蜴類的滄龍身長可超過15米，兇猛程度不亞於霸王龍，海生爬行動物還包括魚龍類、蛇頸龍類等。翼龍目雖然繁盛，但正面對鳥類競爭，在白堊紀末僅存兩個科。
哺乳動物此時還只是陸地動物的一小部分。海洋裡，鰩魚，鯊魚等硬骨魚比較常見，硬鱗魚被真骨魚所代替。白堊紀早期鳥類開始分化，飛行能力及樹棲能力比始祖鳥大大提高，"孔子鳥"就是白堊紀早期鳥類的代表。
孔子鳥
白堊紀末，地球上的生物經歷了又一次重大滅絕，現在普遍認為是隕石撞擊導致的，宇宙中一顆巨大的流星撞擊地球，產生了類似核冬天效應的結果。依據是地層中銥異常，並且今天墨西哥猶加敦半島附留有一個大坑，不過這種解釋並不能肯定。撞擊使得爬行動物大量消失，恐龍完全滅絕，一半以上的植物和其他陸生動物也同時消失。殘存的生物主要以死亡生物的有機碎屑為食，現代鱷魚可以食腐為生，並可長達數月不進食，幼年鱷魚多以死亡的生物為食，這些特性可能是鱷魚在白堊紀末能夠存活的關鍵。
隕石撞擊假說
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