第四纪是哺乳动物和被子植物高度发展的时代，人类的出现是这个时代最突出的事件。因此，有人也把第四纪称之为人生纪或灵生纪，甚至还有人把它从新生代中独立出来并列为人生代或灵生代。第四纪的哺乳动物具有明显现代化的特征。早更新世时期，第三纪三趾马动物群中的许多科，如鼬鬣狗（Ictitheriidae）、无角犀（Aceratheriinae）、长颈鹿（Giraffidae）等都绝灭了。有的第三纪的残留种类如剑齿虎（Machairodontinae）、蹄兔（Hyracoidea）、乳齿象（Mastodontidae）、剑齿象（Stegod ontinae）、三趾马（Hipparion）、爪兽（Chalicotheriidae）、（模）鼠（Mimomys）等几乎都处于绝灭的过程中。标准的第四纪种属大量出现，如猫熊（Ailuropoda）、真象（Elephantinae）、真马 (Equus）、腔齿犀（Coelodonta）、板齿犀（Elasmotherium）、牛（Bos）、野牛（Bison）、水牛（Bubalus）、丽牛（Leptobos）、四不象鹿（Elaphurus）等。
早更新世的代表动物群，中国北方有泥河湾动物群或西侯度动物群，南方有元谋动物群，欧洲有维拉弗朗动物群；美洲有布兰科动物群。中更新世时期，第三纪的残留种类，如剑齿虎、剑齿象的一些种属还继续生存着，乳齿象、三趾马则仅在个别区域里有过很短时期的存在。早更新世出现的种类有相当一部分延续了下来，现代化的成分越来越多，真正的大角鹿（Megaloceros）、马鹿（Cervus elaphus）、驴（Equus hemionus）开始出现，猫熊在中国华南地区很繁盛。这个时期的动物群，中国有公王岭动物群。周口店动物群、盐井沟动物群等；欧洲有瓦尔动物群、克罗默动物群、荷尔斯泰因动物群、伊尔福德动物群等；美洲有欧文顿动物群。晚更新世时期，中更新世动物群中的成分大量减少，现生种增加很多，驴、马鹿、原始牛（Bos primigenius）等得到了大发展，猛犸象（Mammuthus）在北半球高纬度地区广泛分布。这一时期代表性的动物群中国有丁村动物群、萨拉乌苏动物群、山顶洞动物群等（见中国旧石器时代考古）；欧洲有埃姆动物群等；美洲有兰乔拉布雷阿动物群等。
全新世动物群以现生种为主，化石种比以往任何时候都少，只有披毛犀（Coelodonta antiquitatis）、猛犸象曾经残存过一段时间，驴、马鹿等一直生活到现今。此外，第四纪期间，软体动物和微体动物分布广泛，类型繁杂，多种多样的植物遍及世界各个角落，随着气候和地理环境的变迁，它们不断地发生变化。
