És situat entre 54,9 i 38 milions d’anys. L'Eocè inferior comprèn els estatges Ilerdià i Cuisià, l'Eocè mitjà el Lutecià i Bartonià i l'Eocè superior correspon al Priabonià. El clima de l’Eocè fou càlid; la zona tropical s’estenia des de la conca de París fins a Àfrica del Sud i des del Japó fins a Nova Zelanda. A les mars càlides es desenvoluparen els foraminífers, en especial els miliòlids, alveolines, nummulits i orbitòlits, els quals arribaren a tenir unes dimensions gegantines i a formar enormes masses rocalloses. Entre els mol·luscs prosperaren els gèneres apareguts durant el Cretaci; durant l’Eocè ja existien la majoria dels gèneres actuals: desaparegueren els ammonits i aparegué per primera vegada el gènere sèpia, que arriba fins a l’actualitat. Els crinoïdeus i les esponges silícies són arrossegats fins a mars profundes. Apareixen nombrosos nous gèneres de malacostracis decàpodes. Les angiospermes conqueriren tots els àmbits de vida possibles i feren retrocedir les gimnospermes. La flora era tropical: a Europa florien les palmeres (Saballites i Nipalites), i a Grenlàndia i a Sibèria, una flora temperada: àlber, alzina, faig, om. A les mars eocèniques apareixen per primera vegada els mamífers aquàtics: sirènids i cetacis, però la gran esplendor dels mamífers és als continents, i l’Eocè és una època d’una gran prosperitat per a aquest grup, en el qual abundaven formes avui extingides, com els lofodonts, família que caracteritza el període i que està emparentada amb els tapirs, que apareixen al final de l’Eocè; els prosimis eren comuns a Europa i a l’Amèrica del Nord, i molt abundants; els cavalls eren de mida reduïda i amb quatre dits a les extremitats, i els carnívors eren representats pels creodonts; aparegueren els quiròpters i s’extingiren els multituberculats, mamífers molt abundants durant el Juràssic i Cretaci, davant l’impuls dels rosegadors que ocuparen un hàbitat semblant. Les terres i les mars sofriren grans canvis. L’Amèrica del Sud se separà de l’Amèrica del Nord i en quasi tots els continents s’inicià l’orogènia alpina, per la qual cosa es reduïren les mars, especialment la mar de Tetis, de la qual sorgiren els Alps i els Pirineus. A Catalunya, són d’aquesta època les grans masses de conglomerats, dits montserratins, que voregen actualment la conca de l’Ebre i arriben a formar muntanyes de gran alçada, com és ara el Montsant, Montserrat, Sant Llorenç del Munt o el Boumort. Aquí hi ha un bon registre de vertebrats fòssils en el qual han aparegut diverses espècies de paleotèrids: al jaciment de la Boixeda, a la conca pirinenca d’Isàvena, i al jaciment de Roc de Santa, a la conca de Tremp. Els adapiformes han estat descrits a Sosís i a Roc de Santa, a la conca de Tremp, i a Escarlà, Castigaleu, les Badies i Güell, a la conca d’Àger. El clima a l’Eocè arribà a ésser tan càlid que permeté la presència de coníferes de fulla caduca a l’Àrtic. La temperatura àrtica s’ha estimat en una mitjana anual de 13ºC, amb una humitat entre el 20% i el 120% més elevada que l’actual (condicions similars a les que es troben avui dia al Pacífic Nord-oest d’Amèrica del Nord). En latituds mitjanes (47ºS) a Amèrica del Sud, fòssils de plantes de fa 52 milions d’anys presenten una altíssima diversitat d’espècies, comparable a la que es troba actualment en la franja tropical i equatorial. Això mostra que l’elevada diversitat de la flora sud-americana ja era present a l’Eocè i que durant l’òptim climàtic aquesta s’havia estès cap a latituds més altes. L’inici d’un escalfament global a l’Eocè probablement tingué lloc durant un interval de 200 000 anys. S'ha proposat que aquest escalfament fou causat per la intrusió de material provinent del mantell terrestre en roques amb alt contingut de carboni, que provocà l’emissió de grans quantitats de metà cap a l’atmosfera.
Fragment de maxil·lar i mandíbula d’un cavall fòssil procedent de l'Eocè superior
© Fototeca.cat
Segona època del Terciari inferior, compresa entre el Paleocè i l’Oligocè.