新生代的第二个纪，也是最年轻的一个纪；它始于距今200—300万年前，而且包括了自第三纪结束以来的所有时间。它的名称的意思是“第四个衍生时期”，最初在早期的地质时代分类中曾被提出作为一个代。它由两个世构成，即更新世和全新世（也叫作现代［Becent］）。另一种分类把第四纪和中新世及上新世一起放在新第三纪中。早第四纪（更新世）由广泛的冰期标志出来，例如北美洲和欧亚大陆许多地区广泛分布的大冰盖，和其他许多地区出现的较小的冰川。当冰川穿过大陆前进时，在这个冰期期间有四个大的冰川阶段。有三个延续时间长得多、比较温暖的间冰期将它们分开。间冰期期间冰消退了，而温度上升。今天仍处在间冰期中。虽然冰川只漫覆了地球陆地表面的部分地区，但这些冰对第四纪时期的地理、气候、植物和动物有深刻的影响。晚新生代时期的大陆冰川对于形成现代的地貌景观形态也是重要的。

　　世界上许多地方出现第四纪的非冰川沉积物，大都由风吹砂、尘土、河流沉积物和湖泊沉积物、火山产物（火山灰、熔岩和渣锥）以及海洋沉积物构成。地中海附近出现海洋阶地（它记载了海平面的较高位置），在欧洲的其他地方也发现了非冰川沉积。厚的黄土堆积在蒙古和中国中部与北部出现，有肥力的冲积沉积物由诸如普拉马普德拉何、伊洛瓦底江、长江和黄河之类的大河沉积下来。类似的非冰川物质也在非洲、南美洲和其他大陆出现。在北美洲，沿大西洋和墨西哥湾沿岸有第四纪时期的海洋阶地，其中有些在现在的海平面之上250英尺的高处。在阿巴拉契地区和美国的中南部及东南部，更新世冰川融化的水使非冰川区河流流量增大并再度调整了排水网型式，使得剥蚀作用和河流沉积作用增强。在落基山的中部及其东面的高原地区也有相当强的剥蚀作用的证据。科罗拉多高原上剥蚀作用占优势，那里的科罗拉多河在晚第四纪时期刻蚀了大峡谷。由于冰川伴生的气候变化引起美国西部落雨量增大，大盆地地区形成了许多湖泊。其中之一是犹他州的大盐湖，乃是更新世时期原来面积50000平方公里深300米的邦纳维尔湖的一个很小的残留体。沿太平洋岸，从加利福尼亚到喀斯喀特山脉，有巨厚的河流沉积的砂、砾和粘土组成的沉积体。在这里也有现在已经上升到海平面以上的海相沉积。

　　更新世时期，长鼻类动物（象及其家族）经历了相当大的进化。柱齿象、多毛猛犸象和多毛犀牛在北美洲是常见的。食肉动物以美洲剑齿虎、长着锐利犬牙的猫和Canisdirus及恶狼为代表。美洲剑齿虎有狮子那么大，具有强有力的颚部和高度发展的利刃的犬牙。恶狼（direwolf）比现在的狗大得多，在更新世时期加利福尼亚南部与美洲剑齿虎都是很常见的。这两者的遗体在洛杉矶的许多拉布里沥青坑中都已找到。但是，到目前为止，整个更新世中最有价值的事件乃是古人类的出现。