白垩纪-第三纪灭绝事件是有史以来第二大灭绝事件，但在规模上大大接近第三纪-奥陶纪灭绝事件，而不是第一纪-三叠纪灭绝事件。 白垩纪-第三纪灭绝事件发生在大约6550万年前，被认为是由现代墨西哥的尤卡坦半岛上的一个巨大的小行星撞击造成。

被认为造成白垩纪-第三纪灭绝事件的小行星直径约为10公里（6英里），留下一个至少180公里（110英里）宽的陨石坑。 这颗小行星以大约17公里/秒的速度，以一个尖锐的角度向西北方向飞去。 由此产生的撞击将点燃撞击点约800英里内的每棵树，并向北美大陆方向喷射出超过80立方英里的融化岩石。

在接下来的一个多小时里，这将在现在美国的大部分地区下起熔火，直接杀死许多生物。 微小的尘埃颗粒将上升到平流层并停留在那里，阻挡太阳长达十年之久。 这严重破坏了光合作用，导致许多植物的死亡。

The Cretaceous-Tertiary extinction event devastated life on land and sea. In the oceans, half of all diatoms were wiped out, along with numerous benthic foraminifera (important marine microbes). Animals that depended upon primary production (plants and algae) preferentially extinct, while omnivores, detrivores, and fungi survived. Numerous cephalopod groups went extinct, including all the ammonites and belemnoids, iconic marine animals of the Mesozoic. Rudists, reef-building clams, went extinct, as did about 20% of the shark family and 30% of echidnoderms (starfish and relatives). Mosasaurs and plesiosaurs, two gigantic varieties of reptilian marine predator, also went extinct during the Cretaceous-Tertiary extinction event.

陆地动物遭受的损失最大。 所有非鸟类恐龙都灭绝了，包括兽脚类（像雷克斯这样的肉食动物）、长脚类（像腕龙这样的巨大四足动物）和鸟脚类（其余的，包括三角龙这样的食草动物）。 它们灭绝的原因可能有三个方面--它们的大尺寸使它们依赖于有大量的食物，它们缺乏钻洞、游泳或潜水的能力，意味着它们没有地方可以躲避最糟糕的环境压力，它们主要依赖初级生产（植物），而这些植物大多由于太阳被遮挡而消亡。

同时，在恐龙灭绝之后，有两个群体开始多样化并蓬勃发展：鸟类，它们是恐龙的后代；哺乳动物，它们作为小型食虫动物和杂食动物在恐龙的阴影下奔跑，已经存在了几千万年。