Tertiaire vorming noemt men een gedeelte der aardkorst (zie aldaar), tusschen de krijtvorming en het jongere diluvium gelegen. Met dit laatste en het nog jongere alluvium vormt zij de kainozoïsche groep, welke voorafgegaan wordt door de mesozoïsche en de palaeozoïsche. Eigenaardig is in de tertiaire vorming de invloed van het klimaat op het planten- en dierenrijk, alsmede het verdwijnen der mesozoïsche planten en dieren, welke plaats maken voor zoodanige, welke meer op die van onzen tijd gelijken. Eindelijk vindt men de tertiaire vormingen slechts zelden in uitgestrekte beddingen, maar doorgaans in afzonderlijke bekkens.
In deze wisselen voorwerpen uit zee-, brak- of zoetwater- en landvormingen elkander af. Eene verdeeling der tertiaire vorming is afkomstig van Lyell (1832) en berust op de verhoudingsgetallen van uitgestorvene en nog levende weekdieren, welke het eerst berekend zijn door Deshayes. Deze had opgemerkt, dat in de oudste tertiaire lagen ongeveer 97% van alle weekdieren tot soorten behooren, welke reeds uitgestorven zijn, terwijl dat cijfer voor de middenste lagen 81 en voor de bovenste 48 bedraagt. Deze drie afdeelingen werden door Lyell de eocéne, miocéne en pliocéne genaamd. Later is door Beyjrich (1854) tusschen eoceen en mioceen de afdeeling oligoceen gevoegd. Volgens Mayer vindt men in deze vorming 13 ontwikkelingstrappen, van welke 5 tot de eocéne, 3 tot de oligocéne, 4 tot de miocéne en 1 tot de pliocéne afdeeling behooren. Mayer vereenigt voorts de eerste twee en de laatste twee afdeelingen tot twee groepen, namelijk de ouden de nieuw-tertiaire.
Tot de oudste gedeelten der tertiaire vorming behooren de onderste lagen van het bekken van Parijs en Londen. De Parijsche grofkalk (calcaire grossier) bevat vele overblijfselen van dieren, namelijk van koralen (Turbinolia sulcata), vischtanden (Carcharodon heterodon), slakken (Cerithium hexagonum) en tweeschalige weekdieren (Crassatella ponderosa). Iets ouder is de London clay met vischtanden. (Myliobatus punctatus), en wederom jonger de plastische leem van Barton en Bembridge met zoetwaterslakken (Lymnus pyramidalis en Planorbis discus). De jongere lagen van dit bekken behooren tot het oligoceen, zooals het gips van Montmartre met overblijfselen van Palaeotherium, Anoploterium commune enz., vermaard door de nasporingen van Cuvier. Op de grensscheiding, tusschen het oligoceen en mioceen bevindt zich de zoetwaterkalk van La Beauce. Nog jonger zijn de tertiaire vormingen van Touraine en Bretagne, met eene zeester (Scutella striata). In Engeland is daarenboven het plioceen vertegenwoordigd door het crag, hetwelk men in onderscheidene lagen splitsen kan. Eene zuivere zeevorming is de nummulietenvorming, hoewel zeer verschillend van ouderdom.
De oudste lagen komen overeen met den grofkalk van Parijs en de jongste met de onderste afdeeling van het oligoceen. Zij bestaan uit kalk-, zand- en leisteen; in de beide eersten vindt men groote foraminiféren (nummulieten) en in den laatsten wiersoorten. Men vindt nummulietengesteenten in de Pyreneeën, Alpen, Apennijnen en Carpathen, in Klein-Azië, in den Himalaya, op de Soendaeilanden, in Japan en China. Hier en daar bevatten zij veel overblijfselen van visch, en zij verheffen zich in den Himalaya tot eene hoogte van 5000 Ned. el, zoodat dit gebergte eerst na het oud-tertiaire tijdperk is opgestuwd. In Beijeren bevat het nummulietengesteente ijzer, en tot dit gesteente behoort ook het boonerts. De molasse behoort tot het bovenste oligoceen en tot het mioceen en bevat zoowel voortbrengselen van zout als van zoet water, bijv. haaijentanden (Notidanus primigenius).
Tot de bovenste zoetwatermolasse behoort ook de kalksteen van Oeningen met talrijke planten en dieren, o. a. met den reuzensalamander (Andrias Scheuchzeri), door Scheuchzer in 1732 als „Homo diluvii testis” beschreven. Wat wij van de molasse gezegd hebben, geldt ook van de nagelfluh, in de zeevorming met de zeekoe (Halianassa) en in de zoetwatervorming met eene kleine slak (Litorinella). Van het groote Weener bekken behooren de oudste lagen tot het oligoceen, doch verreweg de meeste tot het mioceen. Voorts behooren tot de tertiaire vorming: de Leithakalk, bijna geheel uit versteeningen bestaande, en de lagen van steenzout in Galicië en Siebenbürgen, — voorts in Duitschland de bruinkolen en in Italië de Subapennijnsche vorming met eene soort van kreeft (Cancer macrocheirus). Ook in Noord-Amerika en Groenland is de tertiaire vorming vertegenwoordigd, maar de reusachtige beddingen der pampa's aan de La Plata-rivier met de daarin aanwezige overblijfselen van groote tandelooze dieren, zooals megatherium, grooter dan onze rhinoceros, mylodon, 3 Ned. el lang, en glyptodon clavipes, desgelijks 3 Ned. el lang, behooren tot het diluvium.
Van de planten vervullen in de oudste tertiaire lagen de kegeldragers (Taxites, Texoxylon, Cupressinoxylon, Sequoia) eene belangrijke rol als steenkolenvormende en barnsteenvoortbrengende boomen. Leem, zanden leisteen bevatten overblijfselen van chondritessoorten (in zoetwatervormingen), palm- en pandanussoorten, zeerozen, altijdgroene vijgeboomen, eike-, laurier- en sandelboomen, myrten en proteaceën, terwijl de sagoboomen verdwijnen. Al de planten der oudere tertiaire vorming hebben een tropisch karakter, en O. Heer neemt aan, dat de warmtegraad bij het ontstaan dier vormingen 9° C. hooger was dan thans op diezelfde plaatsen. De weekdieren bevonden zich toen reeds in den hedendaagschen toestand; er waren twee- en éénschalige, terwijl de arm- en koppootige weekdieren, nog in het krijt in aanzienlijke hoeveelheid voorhanden, op den achtergrond treden. Merkwaardig zijn in de tertiaire vorming vooral de zoogdieren.
Reeds in hare oudste afdeeling heeft men walvisschen, zooals den uit Alabama afkomstigen zeuglodon, alsmede zulke die het midden houden tusschen de herkaauwende en dikhuidige dieren, zooals het palaeotherium en anoplotherium, voorts vledermuizen, roofdieren, knaagdieren,insecteneters en apen, terwijl de jongste nasporingen in Noord-Amerika de zonderlinge gedaanten van loxolophodon en dinoceras aan het licht hebben gebragt, gevaarten met zes horens, die kenmerken van den tapir, van den rhinoceros en van den olifant in zich vereenigen. In het neogeen vindt men mastodonten of olifanten met vier slagtanden en met tepelvormige tanden, alsmede het dinotherium, een reusachtig snaveldier met benedenwaarts gerigte slagtanden en voor ’t overige op den tapir gelijkend. Voorts heeft men er gehoornde en ongehoornde rhinocerossoorten, giraffen, antilopen, honden, roofdieren en eenige apen, van welke dryopithceus met betrekking tot zijne tanden zeer sterk op den mensch gelijkt. Eindelijk heeft men in de jongste tertiaire lagen het anchitherium en het hipparion, die de oorspronkelijke vormen van ons paard schijnen te wezen.
De voortbrengselen der vulcanische werkzaamheid gedurende het tertiaire tijdperk zijn basalt, trachiet en phonoliet, welke met de lavasoorten van onzen tijd overeenstemmen. Daartoe behooren de alleenstaande basalt- en phonolietkoepels in Duitschland, de gesteenten bij het Laacher Meer, van het Eifel, van het Zevengebergte, van het Westerwald, van het Vogelgebergte, van den Rhön, van sommige gedeelten van het Thüringer Woud, van het Fichtelgebergte, van het Ertsgebergte en van het Reuzengebergte. Uit denzelfden tijd zijn voorts de vulcanische gesteenten van het noorden van Bohemen, van Hongarije en van Siebenbürgen, — voorts van het midden van Frankrijk, van het noorden van Italië, van Schotland, Ierland, de Shetland-eilanden, de Faroeër en Ijsland. Trouwens de meeste vuurspuwende bergen van onzen tijd hebben reeds in het tertiaire tijdperk een aanvang gemaakt met hunne werkzaamheid.
