Вимерла велика кількість груп, характерних для палеогенового періоду; в міоцені з'явилась більшість сучасних родин покритонасінних, комах, молюсків, птахів і ссавців. Відомі залишки африканських страусів; подібні до фороракосів форми розселилися з Південної Америки в Північну, а звідти - в Європу через перешийок між Америкою та Європою через Гренландію та Ісландію. Існування цього перешийка забезпечило взаємообмін фаун між цими материками: в Північній Америці з'явилися хоботні, в Європі та Азії - предки верблюдів та особливий рід трипалих конячих-гіпаріон. Його представники були дуже поширені в кінці міоцену та пліоцені в Євразії, в тому числі на території сучасної України, і дали назву специфічній викопній фауні степів тих часів (гіпаріоно-ва фауна).

Початку міоцену в Східній Африці належали знайдені залишки перших людиноподібних мавп, які протягом епохи дали широку адаптивну радіацію та розповсюдились в Європу (дріопітеки) та Азію (рамапітеки); останні є предками сучасних орангутанів, а перші згодом повністю вимерли. Деякі химерні ссавці неогену зображені на мал.180.

З пліоцену відомі найранніші викопні рештки таких безкільових птахів, як американські нанду та австралійські ему. Наприкінці періоду Південна Америка з'єдналася з Північною через Панамський перешийок, і між ними відбувся обмін частиною фаун. Пів-