[Gr. pleioon, meer; kainos, nieuw], jongste tijdvak van het Tertiair, (6 mln. v.C.—2,5 mln. v.C.). Met het Mioceen vormt het Plioceen het Neogeen.
De term omvatte oorspronkelijk afzettingen met een heel hoog percentage aan moderne faunaen flora-elementen onder de fossielen (90 %) gedefinieerd door ontsluitingen langs de rivier de Arda bij Piacenza en bij Asti (Noord-Italië). Later werden meer de witte Trubi-formaties van ZuidSicilië als standaard aanvaard. De bovengrens van het Plioceen loopt lokaal nogal uiteen. In Nederland langs de Rijn en de Maas en in België in de omgeving van Antwerpen komen verschillende Plioceenformaties voor: de Zanden van Kattendijk, de Formatie van Luchtbal, de Zanden van Kallo. De biostratigrafie van het mariene Plioceen is vooral gebaseerd op Foraminiferen en Coccolithophorida; die van het continentale Plioceen op fossiele resten van knaagdieren, paardachtigen (Hipparion) en olifanten (Stegodon, Mastodon).
