Das Quartär ist das letzte geologische Zeitalter, das vor etwa 2,6 Millionen Jahren begann und bis heute andauert und in zwei geologische Epochen unterteilt ist: das Pleistozän und das Holozän.
Das Pleistozän ist die känozoische Periode, die vom Ende des Pliozäns (vor etwa 1,8 Millionen Jahren) bis zum Beginn des Holozäns (vor etwa 11.500 Jahren) reicht. Es umfasst die Zeit der jüngsten Eiszeiten. Sein Ende fällt nach der in der Archäologie verwendeten Terminologie mit dem Ende des Paläolithikums zusammen.
Die Kontinente befanden sich in diesem Zeitraum im Wesentlichen bereits in ihrer aktuellen Position.
Das Klima war durch eine Wiederholung von Gletscherzyklen gekennzeichnet, wobei das Eis an einigen Stellen sehr niedrige Breiten erreichte. Es wird geschätzt, dass während der maximalen Ausdehnung der Eiszeit 30 % der Erdoberfläche mit Eis bedeckt waren.
Jeder dieser Gletschervorstöße führte zu einem Rückgang des Meeresspiegels um mehr als 100 m, was zur Entstehung von Landbrücken zwischen normalerweise isolierten Gebieten führte.
Allerdings waren die Wüstengebiete auch trockener und ausgedehnter, da es aufgrund der schlechten Verdunstung aus den Ozeanen zu wenig Regen gab.
Sowohl die Meeres- als auch die Kontinentalfauna waren im Wesentlichen modern. Es gibt Hinweise darauf, dass sich der Mensch im Pleistozän zu seiner heutigen Form entwickelt hat.
Ein großes Aussterben begann am Ende des Pleistozäns und setzte sich im Holozän fort. Darunter waren große Säugetiere wie Mammuts, Mastodonten, Säbelzahntiger, Glyptodonten, Höhlenbären usw. Es ist möglich, dass der Mensch in einige von ihnen eingegriffen hat, beispielsweise in diejenigen, die in Amerika stattfanden.
Das Holozän ist die letzte Periode des Känozoikums. Es erstreckt sich vom Ende des Pleistozäns (vor etwa 11.500 Jahren) bis in die Gegenwart.
Das Holozän beginnt mit dem Rückzug der letzten pleistozänen Gletscher. Die menschliche Zivilisation entwickelt sich in diesem Zeitraum weiter.
Die Einteilungen des Holozäns erfolgen nicht wie in anderen Epochen nach den verschiedenen Fossilienfaunen, sondern nach den unterschiedlichen Entwicklungsstadien der Menschheit.
Die Bewegungen der Kontinente sind in einem Zeitraum von nur 10.000 Jahren praktisch vernachlässigbar. Allerdings schwankte der Meeresspiegel zu Beginn des Holozäns im Vergleich zum Pleistozän deutlich (ca. 35 m), was auf das Schmelzen des Eises zurückzuführen war. Dazu trug auch bei, dass viele Gebiete in nördlichen Breiten durch die Last der Gletscher abgesunken waren, nun wieder bis auf 180 m anstiegen und diesen Hebungsprozess bis heute fortsetzten.
Die Flora und Fauna hat sich im Holozän kaum weiterentwickelt, es kam jedoch zu bedeutenden Veränderungen in der Verbreitung von Pflanzen und Tieren, einige davon als Folge menschlichen Handelns. 
Zwischen dem Ende des Pleistozäns und dem Beginn des Holozäns verschwand eine beträchtliche Anzahl großer Säugetiere, darunter Mammuts, Mastodons, Riesenfaultiere (Riesenfaultiere) und Säbelzahntiger, vor allem in Nordamerika, wo das Aussterben auch Tiere erreichte, die überlebten in anderen Teilen der Welt, wie zum Beispiel Pferde oder Kamele.
Der Beginn des Holozäns entspricht dem Beginn des Mesolithikums in Europa (oder des kürzeren Epipaläolithikums im Nahen Osten).
Auf diese Perioden folgen das Neolithikum und das Chalkolithikum. Die Untersuchung dieser Zeiträume fällt jedoch nicht in den Rahmen der Paläontologie, sondern ist Gegenstand der Archäologie.