Начало возникновения географической зональности современного типа относится к концу мелового периода, когда покрытосеменные (цветковые) растения сменили юрскую флору (гингковые, хвойные), когда появились птицы и стали широко развиваться млекопитающие. С палеогена материки приняли очертания, близкие современным.
По мере охлаждения земной поверхности усилилась дифференциация климата. В высоких широтах с одной стороны, и в континентальных секторах тропиков - с другой, стали возникать новые географические зоны, сужая, оттесняя и заменяя более древние.
Теплый и влажный климат мелового времени благоприятствовал распространению лесов гилейного типа из покрытосеменных растений от экватора до высоких широт. Материковые платформы Европы, Азии и Африки были разобщены океаном. Началось развитие Тихоокеанской складчатости.
В палеоцене постепенное охлаждение земной поверхности усилилось в связи с началом "космической зимы", что стало причиной поясно-секторной дифференциации геосферы. Появились субэкваториальные сезонно-влажные леса, северная граница которых доходила до 47° с. ш. Севернее и по склонам гор в южных широтах произрастали более холодоустойчивые леса типа вечнозеленых лесов субтропиков. В горах появляется вертикальная зональность, соответствующая определенным поясам и секторам.
В эоцене было еще тепло и достаточно влажно. Расширился континентальный сектор. В Аравии и Сахаре развивались редколесья типа сухих лесосаванн. В вечнозеленых лесах появились примитивные обезьяны. Антарктида и Австралия представляли один материк, а Северная и Южная Америки были разъединены широким проливом.
В олигоцене отмечается последующее похолодание. На севере Евразии появилась зона широколиственных лесов умеренного климата. По склонам гор на севере Евразии росли смешанные леса, а на юге - широколиственные. Расширяется и больше дифференцируется континентальный сектор. Его центр занимали степи, север - лесостепи, а юг - саванны, которые распространялись по всей Сахаре, на полуострове Сомали.
В неогене материки и океаны приняли современные очертания, в альпийской складчатости возникли высочайшие горные хребты, сложилась современная система океанических течений, Северная Америка соединилась с Южной перешейком, возникли Гольфстрим, Лабрадорское и Курильское течение. Шло дальнейшее охлаждение земной поверхности.
В миоцене происходит дальнейшее усложнение зональной структуры. На равнинах севера Евразии возникла зона смешанных лесов. Все предшествующие лесные зоны сузились и сдвинулись к югу. В миоцене в вечнозеленых лесах широко были распространены человекообразные обезьяны.
В плиоцене в пределах континентального сектора современного тропического пояса возникли пустыни. К северу были степи, к югу - саванны, на востоке - редколесья.
На плейстоцен приходятся основные ледниковые периоды. В это время уменьшается аридность в континентальных секторах тропиков. Умеренный пояс был сдвинут в широты Средиземноморья, где произошло смешение северных и южных флор и фаун.
В голоцене - современную геологическую эпоху - также происходят изменения природной среды, но протекают они медленно. К началу нашего летоисчисления общий план географической зональности соответствовал современному. Но в начале средних веков наблюдаются некоторые потепления и смещения зон к северу. Эти ритмы связывают с 1800-летним периодом солнечной активности.