古新世地层在欧洲从老到新分为达宁阶、蒙蒂阶和他奈丁阶;在北美分为贝尔卡阶、托里约阶和迪法尼阶。古新世是海侵时期,海水侵进西欧和南欧大部。古地中海不断扩展,向东延伸到南亚,沉积了有名的货币虫灰岩。 古新世(Paleocene)是地质时代中古近纪(Paleogene)的第一个主要时期,大约开始于6500万年前,终于5580万年前,介于中生代白垩纪的马斯特里赫特阶(Maastrichtian)与始新世(Eocene)之间。古新世来自希腊文的(παλαιός, palaios)与新(καινός, kainos)。古新世接续在白垩纪末期的白垩纪-第三纪灭绝事件之后。
最古老的啮齿类化石发现于北美的古新世地层中。经过漫长的进化过程,特别是第三纪和第四纪早期的两次大分化,啮齿目动物在形态上已极为多样化。
第三纪5个世中的第一个世,约开始于6500万年前,结束于5300万年前。古新世形成的地层称古新统,位于中生界之上、始新统之下。 距今约5500万年前的古新世和始新世交替时期,地球气候经历了一个短暂而突然的“全球变暖”过程。这一时期气候的剧变对地球生物造成了很大影响,很多动物绝灭了,同时有一些动物新生出来。
自沧龙灭绝後,古新世一度成为巨型鲨鱼的天下。一种白垩纪的小鲨鱼生存下来,并影响未来海洋地位,它就是巨齿鲨大白鲨共同祖先Cretalamnaappendiculata 。Cretalamna appendiculata 发展出Otodusobliquus称霸海洋,体型可达9米。其近亲Otodus sp. ,paleocarcharodon orientalis,大白鲨祖先Isurolamna inflata 及远古虎鲨游戈海中,世界各地都可找到这些鲨鱼牙齿