Das Tertiär war ein Erdzeitalter im Rang eines Systems (beziehungsweise einer Periode), das den älteren und weitaus längeren Abschnitt des Känozoikums (der Erdneuzeit) umfasste. Es begann am Ende der Kreidezeit vor 66 Millionen Jahren und dauerte bis zum Beginn des Quartärs vor 2,6 Millionen Jahren. Das Klima auf der Erde war im Tertiär wesentlich wärmer als heute. Nach dem Massenaussterben der großen Saurier und vieler anderer Tierarten am Ende der Kreidezeit entwickelte sich hauptsächlich im Tertiär die Tier- und Pflanzenwelt, wie wir sie heute kennen.
Die Bezeichnung Tertiär soll innerhalb der offiziellen geologischen Zeitskala nicht mehr gebraucht werden. In der Praxis (auch in der Lehre) wird sie aber oft noch verwendet. Die aktuelle Konvention teilt das Tertiär in zwei Zeitalter und verwendet die Begriffe Paläogen für das ältere (66 bis 23.03 mya) und Neogen für das jüngere (23.03 bis 2.588 mya).
Das Klima des Tertiärs unterschied sich von dem des Quartärs durch die meist deutlich höheren globalen Durchschnittstemperaturen. Zu Beginn des Eozäns, vor rund 50 Millionen Jahren, stieg die globale Temperatur auf die höchsten Werte (ca. 30 °C) im gesamten Känozoikum („früheozänes Klimaoptimum“). Es herrschte ein ausgeprägtes Warmklima und die Polarregionen waren eisfrei. Im weiteren Verlauf des Eozäns wurden jedoch durch die plattentektonisch bedingte Wanderung der Kontinente („Kontinentaldrift“), speziell durch die zunehmende Isolierung des in die Südpolarregion gedrifteten Kontinents Antarktika von den übrigen Südkontinenten (vgl. → Gondwana), der globale Wärmetransport (vgl. → globales Förderband) verändert. Dies führte am Ende des Eozäns zu einer Abkühlung des Weltklimas und ab dem Oligozän, vor ca. 35 Millionen Jahren, begann die Vergletscherung Antarktikas. Im frühen Miozän, vor circa 20 Millionen Jahren, war Antarktika schließlich vollständig von einem Eispanzer bedeckt. Nur wenige Millionen Jahre später setzte die Vereisung der Arktis ein.
Vor circa 50 Millionen Jahren kollidierte der indische Kontinent mit Asien, wodurch das Himalayagebirge und das Hochland von Tibet entstand. Zudem fanden im Tertiär die Bildung oder die Hauptphasen der Bildung der Alpen, des Apennins, der Karpaten, der Pyrenäen und des Kaukasus in Europa sowie der Anden in Süd- und der Rocky Mountains in Nordamerika statt. Die Gebirgsbildungen in Eurasien gingen mit der weitgehenden Schließung des Tethys-Ozeanes einher. Die zentralen Gebiete des östlichen Mittelmeers sowie des Schwarzen Meeres sind kleine Reste dieses ehemaligen Ozeanbeckens.
Die Kontinentalverschiebung verlangsamte sich im Tertiär deutlich. Das ehemalige Gondwana brach auseinander. Australien, das damals an die Antarktis gebunden war, wanderte nordwärts. Dazwischen bildete sich ein tiefer ozeanischer Graben. Zwischen Nordamerika und Europa bzw. Nordamerika und Asien bestanden Landbrücken. Gegen Ende des Tertiärs verbanden sich Südamerika und Nordamerika zur heutigen Form.