Geologisch tijdvak lopend van 32,0 tot 5,3 miljoen jaar geleden; eerste tijdvak van het Neogeen, waarin de moderne zoogdier- en vogelfamilies zichtbaar werden en de mensapen een bloeiperiode doormaakten
In de tweede periode van het Cenozoïcum, het Neogeen, onderscheiden we twee tijdvakken, Mioceen en Plioceen. De eerste helft van het Mioceen had een zeer warm klimaat; de weelderige plantengroei in tropische streken leidde tot een verlaging van het kooldioxidegehalte in de atmosfeer tot 100 µL/L (nu 400 µl/L). Daarna werd het echter steeds kouder, een trend die doorzette tot in het Pleistoceen.
Naast bosgebieden ontstonden in de gematigde streken ook uitgestrekte graslanden, die goede mogelijkheden boden voor verdere speciatie van de evenhoevige en onevenhoevige hoefdieren. In Noord-Amerika evolueerden de paarden, die steeds groter werden (regel van Cope). In Afrika en Eurazië maakten de Proboscida een bloeitijd door; er waren veel verschillende olifanten, mastodonten en mammoeten, in totaal 150 soorten, waarvan het merendeel weer is uitgestorven.
Het Mioceen was ook de bloeitijd van de mensapen (Hominoidea), een groep die afsplitste van de apen van de Oude Wereld (Catarrhini). Hoewel de mensapen die het meest aan de mens verwant zijn nu in Afrika leven, wordt gedacht dat de mensapen als groep uit Azië stammen, naar Afrika getrokken zijn en daar een radiatie ondergingen. Het Arabisch schiereiland lag toen nog aan Afrika vast.
Aan het eind van het Mioceen moeten we de oorsprong van de homininen plaatsen. In het koeler wordende Afrikaanse klimaat werd de neerslag steeds meer seizoensafhankelijk en trok het bos zich terug ten gunste van savannes. Deze verandering van het landschap bood kansen voor de op twee benen lopende homininen. De oudste hominine is Sahelanthropus tchadensis (6-7 miljoen jaar).