Obwohl es sich um eine relativ kurze Epoche handelte, ereigneten sich während des Pliozäns enorme Ereignisse wie die Entwicklung von Eiskappen, das Austrocknen des Mittelmeers und der Beitritt Amerikas.
Biogeographisch ist diese Epoche durch die dramatische Modernisierung der Säugetiere gekennzeichnet. Alle gegenwärtig existierenden Ordnungen und Familien sind aus dem Pliozän bekannt, sowie viele der bestehenden Gattungen.
Die Bildung einer Landbrücke über die Landenge von Panama zwischen Nord- und Südamerika hatte tiefgreifende Auswirkungen auf die Fauna dieser Kontinente. Viele nordamerikanische Tiere drangen in den südlichen Kontinent ein und einige südamerikanische Tiere wanderten nach Norden.
Südamerikanische Säugetiere, die in nordamerikanischen Pliozänsedimenten gefunden werden, umfassen Riesenfaultiere, Gürteltiere und Stachelschweine. Die moderne Gattung Equus erschien auch im Pliozän.
Epochen wie Pliozän und Miozän werden mit sedimentären Expositionen in Europa verglichen. So wie wir unsere Uhren letztendlich in Greenwich auf die Zeit einstellen, England, Paläontologen datieren ihre Gesteine, indem sie sie mit diesen europäischen Standards vergleichen, oder „Typ“ Lokalitäten. Diese Typlokalitäten für die Epochen sind marin; Sie enthalten reichlich Muscheln und andere fossile Tiere aus alten Ozeanen
Es ist schwierig, aber nicht unmöglich, das relative Alter von Landsäugetieren im Vergleich zu denen mit Meeresfossilien zu bestimmen. An verschiedenen Orten der Welt bedecken oder vermischen sich Meeresfossilien mit fossilen Landsäugetieren oder umgekehrt. Marine Sedimente, die mit Landsäugetierschichten vermischt sind, ermöglichen es Paläontologen, das relative Alter dieser Sedimente basierend auf „Überlagerung“ zu bestimmen.“ Zum Beispiel ist ein Pferdefossil älter als die darüber liegende Muschel, aber jünger als die darunter liegenden Muscheln.Es ist auch möglich, moderne radioaktive Zerfallsmethoden zu verwenden, um das tatsächliche Alter eines bestimmten Fossils zu bestimmen, nicht nur, dass es älter oder jünger war als eine englische Muschel.