Paleocenska doba je čas na Zemlji med izumrtjem krede in tertitarja, pred 65.5 milijona let, do pred 55.8 milijona let. Paleocen v grščini pomeni “star(er) nov”. To se nanaša na dejstvo, da je bil paleocen začetek dobe sesalcev, ki se nadaljuje še danes, vendar je bil preveč primitiven, da bi vseboval sodobne živalske rede.
V paleocenu je bilo podnebje bolj podobno mezozojskemu (dobi dinozavrov) – toplo in mokro, s tropskimi območji, ki segajo do vsaj 45 stopinj od ekvatorja, in zmernimi gozdovi segajo do Polov. Poplavljena so bila velika območja osrednje Evrazije, Severne Amerike in jugovzhodne Azije. Antarktika je bila zmerna celina s torbarsko favno, ki jo Antarktični polotok še vedno povezuje z Južno Ameriko. To je zaprlo Drakeov prehod in preprečilo nastanek antarktičnega cirkumpolarnega toka, ki bi povzročil, da bi Antarktika trdno zamrznila približno 22 milijonov let po koncu dobe.
Na samem začetku paleocena je bil velik del življenja na Zemlji uničen, ko je 6 milj (10 km) širok asteroid trčil v današnji polotok Jukatan v Mehiki. To je dvignilo oblak prahu, ki je prekrival Zemljo vsaj nekaj let in ubil večino rastlin, odvisnih od fotosinteze, in živali, ki od njih potrebujejo življenje. Največje živali – dinozavri – so bile izbrisane, skupaj s pterozavri (leteči plazilci), plesiozavri, pliozavri, mosazavri (vodni plazilci) ter številnimi rastlinami in nevretenčarji. To je pustilo odprte široke palete niš, ki naj bi jih izkoriščale primarne preživele skupine – ptice in sesalci.
Večina sesalcev v celotnem paleocenu je bila razmeroma majhna – pod 20 kg (44 lb). Obdobje, ki se je začelo kot majhni glodalcem podobni sesalci, so se v 10 milijonih letih razširili v nekaj novih vrst, od katerih je večina zdaj izumrla. Znano je, da se je Xenartha, vrsta sesalcev, ki vključuje mravljince, drevesne lenivce in armadilose, odcepila od preostalih placentnih sesalcev pred približno 60 milijoni let. Torbari in placente so se med seboj ločili že precej pred začetkom obdobja, pred kar 130 milijoni let. Oblike prednikov večine živih redov so nastale malo pred paleocenom – vključno s kopitarji, žuželkojedimi, jazbecem podobnimi vsejedimi itd.
Sodoprsti in lihoprsti kopitarji so se na začetku paleocena razhajali. Trava še ni začela pokrivati Zemlje, večino planeta so namesto tega pokrivali tropski in zmerni gozdovi. Kot takih je bila večina sesalcev drevesnih. Južna Amerika, Antarktika in Avstralija so bile takrat ločene od preostale svetovne kopenske mase in v njih je prevladovala favna torbarjev in ne placente. Malo je znanega o živalih, ki so živele na Antarktiki in v Avstraliji v paleocenu – znano je, da so placente, potomci mezozojskih sesalcev na vseh celinah (katerih fosili so redki), in vsaj nekatere od njih so bile predhodnice sedanjih dan avstralski in južnoameriški vrečarji. Phorusrhacids, “strašne ptice”, so se razvile blizu začetka paleocena v Južni Ameriki in (verjetno) živele tudi na Antarktiki, ki so služile kot plenilci na vrhuncu. Favno torbarjev ali plazilcev (razen krokodilov) so ti morilci ptic zatirali.
Med skupinami placentnih sesalcev, ki so v tem obdobju uspevale v Afriki, Severni Ameriki in Evraziji, so primati, plesiadapidi (glodalcem podobni predniki primatov) in kondilarti (predniki vseh kopitarjev, ki so bili prvi pravi plenilci vrhov sesalcev in večje rastlinojede živali). Nadredi sesalcev Afrotheria, Laurasiatheria in Euarchontoglires so se razdelili približno 20 milijonov let pred začetkom paleocena, zato je bila evolucija med paleocenom nadaljnja diverzifikacija teh redov, prva razpoložljiva diverzifikacija po izumrtju dinozavrov.