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在这一时期，大陆之间被海洋分开，地球变得温暖、干旱。开花植物出现了，与此同时，许多新的恐龙种类也开始出现，包括像食肉牛龙这样的大型肉食性恐龙，戟龙这样的甲龙类成员以及像赖氏龙这样的植食性鸭嘴龙类。
恐龙仍然统治着陆地，像飞机一样的翼龙类，例如披羽蛇翼龙在天空中滑翔，巨大的海生爬行动物，例如海王龙统治着浅海。但最早的蛇类、蛾、和蜜蜂以及许多新的小型哺乳动物也在这一时期出现了。
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。
在侏落纪与白垩纪之间没有灭绝事件或生物演化的特点，可明确分开两个年代。白垩纪结束的时间定的较准，在6550万年前左右，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附近有一个大坑。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。但是这个理论有争议。