前期白亜紀
温室効果ガスの放出により気候は現在よりも温暖な状態で安定しており、南極大陸にも恐竜が生息できるほどであった。ベリアシアン期からバレミアン期にかけては氷成堆積物が確認されていることから極域での氷床の存在が示唆されているが、アプチアン期とアルビアン期には存在しなかったと推測されている。またアプチアン期から後期白亜紀のコニアシアン期までは海水準が高く、多くの大陸の内陸部まで海進が起きていた。
先述のアフリカ大陸と南アメリカ大陸の分裂により南大西洋が形成され始めたため、両大陸は湿潤化し、被子植物の多様化を可能とした。現在のサハラ砂漠は乾燥帯ではなく、植物食動物の竜脚類や鳥脚類、およびそれを狙う獣脚類やワニ形上目が生息できるような豊かな土地であった。
前期アプチアン期後期、末期アプチアン期から最初期アルビアン期、後期アルビアン期、末期アルビアン期にはそれぞれOAE1aからOAE1dまで計4回の海洋無酸素事変が起きた。原因としては、温暖化による海洋の成層構造の強化や、降水量・河川水量の増加による鉛直混合の弱化、一次生産の増大に伴う動物プランクトン増加に起因する酸素の大量消費などがあり、それぞれの無酸素事変の主要因については議論が続いている。また、アプチアン期の最中である約1億2000万年前には南太平洋で二度に及ぶ大規模な火成活動が起き、莫大な玄武岩質溶岩が噴出して2000万立方キロメートルに達するオントン・ジャワ海台が形成された。この出来事はOAE1aの直前にあたり、噴火活動に起因する二酸化炭素をはじめとする温室効果ガスが先述の地球の温暖化と海洋無酸素事変をもたらしたとされる。
植物相はシダや、キカデオイデア(英語版)属・ソテツ属・針葉樹といった裸子植物が大部分を占めていた。後期白亜紀以降に支配的になる被子植物は多様化を始めたばかりであった。被子植物の出現は遅く見積もって1億2000万年前とされる。多様な環境を持っていたゴンドワナ大陸西部の熱帯高地で出現していたと見られる被子植物は、大西洋形成による湿潤化によりアフリカ大陸の熱帯低地に分布域を広げ、火山島群により往来が可能となっていた南アメリカ大陸にも進出した。その後は熱帯から高緯度地域へ分布を拡大したと考えられている。