В Альпийской складчатой области Южной Европы и Юго-Западной Азии в конце палеогена началось поднятие многочисленных горных хребтов (Альп, Карпат, Балкан, Динарских гор, Апеннин, Кавказа, Крыма, гор Понта и Тавра, Загроса, Белуджистана, Гималаев и др.). Рост гор сопровождался образованием межгорных и краевых впадин. Вдоль разломов магма проникала на поверхность, изливаясь в виде лавовых покровов и образуя вулканические конусы. Главными центрами вулканизма были Апеннинский полуостров, Малая Азия, юг Балканского полуострова, Кавказ. В конце неогенового периода произошло образование глубоких впадин внутренних морей – Лигурийского, Тирренского, Ионического, Чёрного, Каспийского, а также Адриатического, Мраморного.
Начало неогена на территории Европы сопровождалось резким обновлением наземной фауны: вымерли сумчатые, древние хищники – креодонты, многие группы примитивных копытных. Их сменили представители многих новых семейств, в большинстве своём существующих доныне: древние виды медведей, барсуков, гиен, первые хоботные, предки лошадей – анхитерии, первые свиньи, антилопы, олени, быки, овцы, человекообразные обезьяны. Среди них появились, в частности, обезьяны. Млекопитающие Северной Америки в начале неогена развивались обособленно и были значительно менее разнообразны. В середине неогена (верхний миоцен, ок. 5,5 млн. л.н.) между континентами Европы, Азии и Северной Америки установилась связь по суше (вероятно, в области Берингова пролива), что привело к большим миграциям млекопитающих и дальнейшему их развитию. В это время на обширных пространствах Европы и Азии распространяется очень однородная фауна степного типа, наиболее характерным и типичным представителем которой была трёхпалая лошадь – гиппарион. В несколько более молодых отложениях неогена встречаются наиболее древние остатки ласки, росомахи, настоящих лошадей и слонов. Конец неогена характеризуется в Европе исчезновением многих родов животных, которые, однако, продолжают существовать в современных странах тропического пояса. В миоцене и плиоцене обезьяны были широко распространены в Европе, Азии, Африке. Для антропогенеза интерес представляют миоценовые (23,0 – 5,33 – млн. л.н.) дриопитеки как возможные общие предки человека и современных человекообразных обезьян. Расцвет высших антропоморфных обезьян относится к плиоцену и началу плейстоцена (5,33 – 1,8 млн. л.н.).