白垩纪因欧洲西部该年代的地层主要为白垩沉积而得名。白垩纪位于侏罗纪和古近纪之间，BC1亿4500万年(误差值为400万年)前至6500万年前(误差值为30万年)。发生在白垩纪末的灭绝事件，是中生代与新生代的分界。
白垩纪的气候相当暖和，海平面的变化大。陆地生存着恐龙，海洋生存着海生爬行动物、菊石、以及厚壳蛤。新的哺乳类、鸟类出现，开花植物也首次出现。白垩纪-第三纪灭绝事件是地质年代中最严重的大规模灭绝事件之一，包含恐龙在内的大部分物种灭亡。
白垩纪这一时期形成的地层叫“白垩系”，缩写记为K，是德文的白垩纪(Kreidezeit)缩写。
白垩纪时期的大气层氧气含量是现今的150%，二氧化碳含量是工业时代前的6倍，气温则是高于今日4℃。
白垩纪是在1822年由比利时地质学家Jean d'Omalius d'Halloy研究巴黎盆地时所提出。其名称在拉丁文意为“黏土”，意指上白垩纪地层里常见的白垩，由海生非脊椎动物身上甲壳的碳酸钙沉积而成，尤其是球石粒。这些白垩黏土层可在欧洲大陆与不列颠群岛(尤其是著名的多佛白色峭壁)发现。
年代测定
如同其它古远的地质时代，白垩纪的岩石标志非常明显和清晰，其开始的准确时间却无法非常精确地被确定，其误差在几百万年之间。在侏罗纪与白垩纪之间没有灭绝事件或生物演化的特点，可以明确分开两个年代。白垩纪结束的时间定的比较准确，是在BC6500万年至6600万年前结束，那时全地球的岩石层都含大量的铱。一般以为，那时有一颗巨大的陨石撞击地球，在今墨西哥犹加敦半岛留下一个大型陨石坑。这个陨石造成了大量生物灭绝，称为白垩纪-第三纪灭绝事件。但是这个理论现在有争议。
白垩纪亚层
早期的科学文献将白垩纪分为三个时期，依年代早晚为：纽康姆世(Neocomian)、高卢世(Gallic)、森诺世(Senonian)。划出一个中统，至于中统的顶底界如何确定，尚有不同意见。
1974～1982年，国际上有一个“中白垩事件”组织，活动非常积极，主要是研究白垩纪期的生物地层学、海侵海退、缺氧事件、地磁场倒转、盐类和白垩的形成、南大西洋和莫桑比克峡谷的开裂，以及印度板块从冈瓦纳古陆的分离等课题。白垩纪中期不是一个确切的地质时代概念，有人从阿普特期算起到桑顿期，多数人则从阿尔布期算起到康尼亚克期。中白垩统的划分除中东地区外，国际上很少使用。白垩系二分法已沿用了几十年，见于大量的出版物及地质图件上，当前不宜于再改动。
白垩系的划分以欧洲海相地层为依据，最初以菊石为标准分6～7个阶(期)，后来将某些亚阶升级，增加到12个阶(期),但仍有人习惯于把下白垩统下部的4个阶合称为尼欧可木阶(或译纽康姆阶)。上白垩统中部的康尼亚克、桑顿和坎潘 3个阶合称为森诺阶。在这12个阶中可划分出53个菊石带，又以浮游有孔虫和钙质超微化石做为白垩系分阶、分带以及洲际对比的重要依据。
目前的科学文献一般将白垩纪分为晚、早两世，共计12期，都以欧洲的地层为名，从最晚到最早细分如下：
晚白垩世
马斯特里赫特期：70.6 ± 0.6 – 65.8 ± 0.3百万年
坎帕期：83.5 ± 0.7 – 70.6 ± 0.6百万年
桑托期：85.8 ± 0.7 – 83.5 ± 0.7百万年
科尼亚克期：89.3 ± 1.0 – 85.8 ± 0.7百万年
土仑期：93.5 ± 0.8 – 89.3 ± 1.0百万年
森诺曼期：99.6 ± 0.9 – 93.5 ± 0.8百万年
早白垩世
阿尔布期：112.0 ± 1.0 – 99.6 ± 0.9百万年
阿普第期：125.0 ± 1.0 – 112.0 ± 1.0百万年
巴列姆期：130.0 ± 1.5 – 125.0 ± 1.0百万年
豪特里维期：136.4 ± 2.0 – 130.0 ± 1.5百万年
凡蓝今期：140.2 ± 3.0 – 136.4 ± 2.0百万年
贝里亚期：145.5 ± 4.0 – 140.2 ± 3.0百万年