Het Pleistoceen-tijdperk vertegenwoordigde het hoogtepunt van 200 miljoen jaar evolutie van zoogdieren, aangezien beren, leeuwen, gordeldieren en zelfs wombats tot bizarre grote maten groeiden - en vervolgens uitstierven vanwege klimaatverandering en menselijke predatie. Het Pleistoceen is het laatst genoemde tijdperk van het Cenozoïcum (tot nu toe 65 miljoen jaar geleden) en is het eerste tijdperk van het Quartair, dat tot op de dag van vandaag voortduurt. (Tot het jaar 2009, toen paleontologen het eens waren over een verandering, begon het Pleistoceen officieel 1,8 miljoen in plaats van 2,6 miljoen jaar geleden.)
Het einde van het Pleistoceen-tijdperk (20.000 tot 12.000 jaar geleden) werd gekenmerkt door een wereldwijde ijstijd, die leidde tot het uitsterven van vele megafauna-zoogdieren. Wat de meeste mensen niet weten, is dat deze 'ijstijd' met een hoofdletter de laatste was van maar liefst 11 Pleistocene ijstijden, afgewisseld met meer gematigde intervallen die 'interglacials' worden genoemd. Tijdens deze periodes was een groot deel van Noord-Amerika en Eurazië bedekt met ijs en daalde de oceaanhoogte met honderden voet (vanwege het bevriezen van beschikbaar water op en bij de polen).
Zoogdieren: De tientallen ijstijden van het Pleistoceen-tijdperk veroorzaakten grote schade aan megafauna-zoogdieren, waarvan de grootste voorbeelden simpelweg niet in staat waren om voldoende voedsel te vinden om hun populaties in stand te houden. De omstandigheden waren vooral ernstig in Noord- en Zuid-Amerika en Eurazië, waar het late Pleistoceen getuige was van het uitsterven van Smilodon (de sabeltandtijger), de wollige mammoet, de gigantische beer met korte gezichten, Glyptodon (het gigantische armadillo) en Megatherium ( de gigantische luiaard). Kamelen verdwenen uit Noord-Amerika, net als paarden, die alleen door historische kolonisten in historische tijden opnieuw op dit continent werden geïntroduceerd..
Vanuit het perspectief van de moderne mens was de belangrijkste ontwikkeling van het Pleistoceen-tijdperk de voortdurende evolutie van mensachtigen. Aan het begin van het Pleistoceen bestonden nog Paranthropus en Australopithecus; een populatie van deze laatste is waarschijnlijk uitgezet homo erectus, die zelf concurreerde met Neanderthalers (Homo neanderthalensis) in Europa en Azië. Tegen het einde van het Pleistoceen, Homo sapiens was verschenen en verspreid over de hele wereld, waardoor het uitsterven van de megafauna-zoogdieren werd bespoedigd die deze vroege mensen ofwel op voedsel jaagden of elimineerden voor hun eigen veiligheid.
vogels: Tijdens het Pleistoceen-tijdperk bleven vogelsoorten over de hele wereld bloeien en woonden in verschillende ecologische niches. Helaas zijn de gigantische, niet-vliegende vogels van Australië en Nieuw-Zeeland, zoals Dinornis (de Giant Moa) en Dromornis (de Thunder Bird), snel bezweken aan predatie door menselijke kolonisten. Sommige Pleistocene vogels, zoals de Dodo en de Passenduif, slaagden erin om goed te overleven in de historische tijd.
Reptielen: Net als bij vogels was het grote reptielenverhaal van het Pleistoceen het uitsterven van te grote soorten in Australië en Nieuw-Zeeland, met name de gigantische monitorhagedis Megalania (die tot twee ton woog) en de gigantische schildpad Meiolania (die 'slechts' woog een halve ton). Net als hun neven over de hele wereld, waren deze gigantische reptielen gedoemd door een combinatie van klimaatverandering en predatie door vroege mensen.
Het Pleistoceen-tijdperk was getuige van het definitieve uitsterven van de gigantische haai Megalodon, die al miljoenen jaren het grootste roofdier van de oceanen was; anders was dit echter een relatief rustige tijd in de evolutie van vissen, haaien en zeezoogdieren. Een opmerkelijke pinniped die op het toneel verscheen tijdens het Pleistoceen was Hydrodamalis (aka Steller's Sea Cow), een kolos van 10 ton die slechts 200 jaar geleden uitstierf.
Er waren geen belangrijke plantinnovaties tijdens het Pleistoceen-tijdperk; integendeel, tijdens deze twee miljoen jaar waren grassen en bomen overgeleverd aan intermitterende kelderen en stijgende temperaturen. Net als in voorgaande perioden waren tropische oerwouden en regenwouden beperkt tot de evenaar, met loofbossen en kale toendra en graslanden die de noordelijke en zuidelijke regio's domineren.