Het Paleoceen is het eerste geologische tijdperk in het Paleogeen. Het begon na het einde van het Krijt en duurde ongeveer 10 miljoen jaar. Het werd gevolgd door het Eoceen.
Het Paleoceen begon en eindigde met een uitsterving, elk met een ander karakter. Het tijdperk begon met de K/T-uitsterving, veroorzaakt door een combinatie van een meteorietinslag (Chicxulub-krater) en een enorme vulkanische vloedbasaltuitbarsting die de Deccan-traps in het huidige India veroorzaakte. Dit veroorzaakte het uitsterven van vele groepen, waaronder de dinosauriërs en vele andere reptielen.
Het tijdperk eindigde met het Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum, een diepzee-anoxische gebeurtenis (DOAE). Dit betekent dat er in de diepten van de oceanen een gebrek aan zuurstof was, zodat hogere levensvormen niet konden overleven. Dit veroorzaakte een massa-extinctie van 35-50% van diepwatervormen zoals bentische foraminifera. Tegelijkertijd was er een grote verandering van zoogdiersoorten op het land.


