更新世一词由英国地质学家C.莱伊尔于1839年提出，以希腊语“最”和“新”二字拉丁化的写法“pleistos”和“kainos”，创造了英文词“pleistocene”。起初更新世和第四纪是同义词，直到1885年在第三届国际地质大会上提出了全新世后，更新世才独立出现。

2009年，国际地科联正式确认更新世与上新世界线年龄为258.8万年，即磁性地层中松山期底界，盘星藻绝灭点。废止了1977年第10届国际第四纪联合会大会建议以意大利弗利卡剖面开始出现介形虫“寒冷种”爬行翼花介层位作为更新世与上新世的分界。但国际标准层型剖面及分界点尚待确定。修订后的更新世底界年龄具有多方面合理性，尤其是与第四纪冰期开始的时间相一致。更新世与全新世的界线年龄为距今约1.17万年。

更新世形成的地层称为更新统。更新世曾采用早、中、晚更新世的三分方案。在2016年国际地层委员会公布的地层年表中，将更新世划分为4个时段，新的划分方案基本采用了深海氧同位素地层划分方案，只是在距今180万年处将早更新世划分成杰拉期、卡拉布里雅期两段。中更新世底界对应于松山-布容极性倒转界线，年龄为78.1万年。晚更新世底界为最后一个间冰期，即深海氧同位素五阶段(MIS5)的开始，年龄大致为12.6万年，顶界位于新仙女木寒冷事件结束时间，距今约1.17万年。中国更新世黄土沉积顶底界与深海氧同位素地层相同，但与三分方案的界线有显著差别。

更新世时期全球海陆分布、地貌特征与现今基本相同，气候发生冰期与间冰期交替。地球发展历史上曾经历了3个明显的寒冷期，即晚前寒武纪冰期、石炭-二叠纪冰期和第四纪冰期，第四纪冰期主要发生于更新世。在更新世期间，全球气候以多次周期性冷暖变化，冰期与间冰期变化为特征，大气二氧化碳浓度也发生了显著的周期性变化。当冰期到来时，两极地区大陆冰盖扩展，陆地山地冰川扩大。以末次冰期为例，北美格陵兰冰盖覆盖了格陵兰岛和冰岛，北美大冰盖掩埋了整个加拿大，向南延伸达北纬40°，冰盖厚度达1500～3000米；欧洲近一半陆地被斯堪的纳维亚冰盖所覆盖，西伯利亚冰盖则占据了西伯利亚北部地区；大陆冰盖覆盖区以外，南北半球许多高山区山地冰川面积明显增加，雪线普遍下降了约1000米。陆地冰盖的消长引起了海平面变化、海岸带变迁。末次盛冰期时全球海平面比现代平均海平面降低约120米。

更新世生物面貌和现代生物面貌基本相同。与上新世相比，哺乳动物发生了较大的变化。欧洲及其邻近的亚洲部分，现有的哺乳动物119个种中，仅有6个在上新世生存过。根据化石材料的研究，在更新世哺乳动物化石中，有2个科(亚科)30多个属，大约55个种已经绝灭，绝灭数量约占哺乳动物化石总数的30%。更新世末期一些大型哺乳动物的绝灭除环境变迁因素外，还与石器时代人类狩猎活动有关。更新世气候周期性的变化引起动植物周期性迁徙，冰期时动植物也随之向低纬迁移，间冰期期间动植物向高纬迁移，冰期和间冰期植被带的移动范围最大可达纬度30°，在地层剖面中可明显地看到喜冷和喜暖动植物群的交替现象。

南方古猿在上新世已经出现，更新世出现了能够直立行走的古人类。能人主要出现于早更新世。此后出现了直立人和智人。中国北京猿人、欧洲海德堡猿人属于直立人；中国的丁村人、山顶洞人，欧洲的尼安德特人等属于智人。晚期智人已经能制作精细的石器，有了雕刻、绘画等艺术品，为人类向现代人进化奠定了基础。