中生代从2.3亿年前到0.65亿年前,延续约1.65亿年,分为三叠纪(2.3亿-1.95亿年前），侏罗纪(1.95亿-1.37亿年前)和白垩纪(1.37亿-0.65亿年前)。这一时代可以说是各种动植物繁衍的天堂。
生物界
二叠纪末的海西运动以后,陆地面积和地形高低起伏进一步扩大,气候条件也远比海洋占优势的时代复杂,其氧气含量达到了27%，性喜热的蕨类植物不适应新的干、湿、冷、热多变的环境,被更能适应各种环境的，以种子繁殖的裸子植物取代。以苏铁、银杏为代表,因此,中生代又称裸子植物时代。早白垩世晚期,地史上第一次出现了被子植物;到晚白垩世终于取代了裸子植物,在大陆占统治地位。
中生代以爬行动物恐龙为代表所以中生代也称为恐龙时代。自三叠纪中期出现后,到侏罗纪恐龙类空前发展,很快压倒一切陆上动物,如我国四川盆地中发现的马门溪龙、四川龙。在白垩纪末期称霸地球表面1.7亿年的巨大恐龙类，终于全部灭绝。成为十分引人注目的地球历史之谜。其主要原因与外陨有关。此外，在白垩世晚期，还出现了胎盘类的哺乳动物。它们为后续的哺乳动物奠定了先天基础。
地质界
中生代的地壳运动可分为两个阶段:即发生于三叠中晚期的印支运动和发生于侏罗纪的燕山运动。古生代到中生代的三叠世，我国一直处于相对的南海北陆的古地理局面，但是在三叠世的中晚期发生的印支运动改变了这一古地理形态。运动使华南地区明显海退,上升为陆地,秦岭海槽褶皱成山。
侏罗纪、白垩纪则以大兴安岭一太行山一武陵山为界,东西两侧古地理特征明显不同。从此,南北分异转化为东西分异,改变了中国古地理面貌。华北三叠纪仅在内陆河湖盆地中保存沉积记录。河湖碎屑沉积以灰绿、黄绿色砂岩、页岩为主,夹黑色油页岩,含煤层。
华南三叠系下由红色砂泥、泥灰质和白云质碳酸盐组成。中统岩性为正常浅海碳酸盐岩逐渐变为滨浅海的碎屑、泥质岩沉积,上统为海陆交互相砂页岩夹煤层。华南整个三叠系构成一个完整的海退过程。在侏罗纪、白垩纪时,以大兴安岭一太行山一线为界,以西地区,构造活动较弱,缺乏岩浆活动。以东的地壳构造形成褶皱,岩浆活动相对强烈,发育许多小型断陷盆地,其内部有火山岩沉积。
沿海地区有强烈的火山喷发,其成分以中性为主,亦有少量玄武岩、流纹岩强烈的岩浆活动形成了举世闻名的环太平洋金属成矿带,中国东部岩浆活动的高峰期为1.7亿至1.4亿年和1.3亿年到0.9亿年。与此相关形成了铅、锌、钼、锡矿及长江中下游的铜铁矿床。
侏罗纪、白垩纪的燕山运动对我国东部地质构造又产生了更为巨大的影响,并奠定了我国东部现代地貌的格局。由于欧亚陆壳自北向南推移,受到太平洋洋壳的阻力,造成四川盆地和鄂尔多斯盆地和一系列的断陷、褶皱山脉。南北向的挤压运动,使扬子地块地层褶皱断裂。
到中生代末期，天山、昆仑山、祁连山、秦岭、阴山等已经崛起,大兴安岭、太行山、燕山以及太平洋沿岸的许多山脉已基本形成,一系列大型盆地也已具备了雏形,即我国东部现代地貌轮廓的基础在此基本形成。
