中生代は、2億5千万年前から6550万年前まで続いた時代で、三畳紀、ジュラ紀、白亜紀に分けられています。この時代は、陸上では三畳紀の中ごろに恐竜が出現して、ジュラ紀から白亜紀にかけて大繁栄したことから、恐竜の時代ともよばれます。また、恐竜以外にも、翼竜、魚竜そして首長竜など多様な大型爬虫類が栄えたので、爬虫類の時代とよばれることもあります。私たちの祖先となる哺乳類も恐竜と同じころに現れましたが、中生代の間は小型の目立たない生き物でした。そしてジュラ紀には肉食恐竜のなかまから鳥類が進化しました。

植物のなかまでは多様な裸子植物が出現しました。ペルム紀後期から白亜紀前期は裸子植物の時代で、中でもキカデオイデア類が栄えました。被子植物も白亜紀の初めには出現し、白亜紀後期に爆発的に多様化しました。

この時代は気候がとても温暖で、南北両極地方にも氷床（氷河）が無い無凍結の時代が続きました。特に恐竜が大繁栄した白亜紀の前半は、地球全体の平均気温が現在よりも10℃から14℃も高かったと推定されています。

大陸と海洋の分布では、古生代の終わりに成立した超大陸パンゲアがジュラ紀になると分裂を初めて、南アメリカとアフリカ、北アメリカとヨーロッパの間に大西洋ができはじめました。その一方で北半球には小さな大陸プレートが集合してきて、白亜紀の中頃の約1億年前にはアジア大陸が成立しました。当時の日本列島はまだ島にはなっておらず、アジア大陸の東の端に位置していました。トバリュウ（鳥羽竜）やタンバリュウ（丹波竜）などは、東アジアの端に暮らしていた恐竜といえます。