Eocenska epoha, od prije 55.8 do 33.9 milijuna godina, započela je oko 10 milijuna godina nakon izumiranja dinosaura, kada su se sisavci diverzificirali i već su se uzdigli do određene važnosti, zauzimajući većinu dostupnih niša. Kao što je bio slučaj tijekom većeg dijela Zemljine povijesti, klima je tijekom eocena bila relativno mirna, s tropskim uvjetima koji su se protezali do 45 stupnjeva od ekvatora, a umjerena klima se protezala do polova. Tijekom eocena, klima na polovima bila bi usporediva s onom na sjeverozapadu Pacifika.
Kontinentalni raspored tijekom eocena bio je sličan današnjem, osim što je Antarktika još uvijek bila povezana s Južnom Amerikom i veliki dijelovi Europe, Bliskog istoka i jugoistočne Azije bili su poplavljeni. To je zbog gotovo nepostojanja kontinentalnih ledenih kapa na polovima, što znači da je sav led bio u obliku vode, ispunjavajući oceane. Budući da je Antarktik još uvijek bio povezan s Južnom Amerikom, nije postojala frigidna cirkumpolarna struja. Antarktik je bio umjeren, a svjetska cirkulacija oceanskih struja dala je globalnoj klimi stupanj homogenosti kakav od tada nije viđen.
Eocen je bio nešto prije doba trava, što znači da je većina planeta bila prekrivena šumama, a ne travnjacima. Arborealni sisavci su bili najčešći, a gotovo sve životinje bile su male – nekoliko je bilo veće od 10 kg (22 lb). U prosjeku su bile 60% manje od paleocenskih životinja koje su došle prije njih, a čak i manje u odnosu na velike životinje koje će evoluirati ubrzo nakon završetka epohe. Smatra se da su ove male veličine pomogle životinjama da se bolje nose s vrućinom.
Smatra se da su predstavnici mnogih modernih redova sisavaca nastali tijekom eocena, uključujući šišmiše, proboscidije (slonove i srodnike), primate (iako su ovi možda evoluirali mnogo ranije), glodavce i mnoge skupine torbara. “Moderni” biljni i životinjski svijet evoluirao je tijekom tog vremena, što znači da bi imao mnoge od najranijih ekosustava koje bi ljudi danas smatrali normalnim, a ne izrazito drevnim, poput ekosustava cikada/dinosaura iz mezozoika.