在中生代白垩纪与新生代古近纪之交时期，约6600万年前发生了K—Pg事件。在K—Pg事件中，地球上大约75%的海洋物种和50%的陆地物种灭绝，对陆地植物和高等爬行动物与海洋浅水初级消费者、自游生物和浮游生物的影响尤为严重，而具有形成包囊等保护机制的浮游生物和杂食、腐食性动物基本上得以幸存。K—Pg事件还表现出北半球绝灭强度高于南半球，事件后的生物恢复北半球晚于南半球的地理差异。

K—Pg事件导致了恐龙时代的终结和哺乳动物的兴起。在白垩纪与古近纪的地层之间，有一层富含铱元素的黏土层，为K—Pg界线的标志层。恐龙（不包含鸟类）的化石仅发现于K—Pg界线之下，表明恐龙灭绝于K-Pg事件发生的时候或之前。K—Pg界线之上也发现少部分恐龙化石，但这些化石被认为是因为侵蚀、搬运等作用被带离原本的地层位置，再沉积于K—Pg界线之上较年轻的沉积层中。其他在这次事件中灭绝的白垩纪优势生物包括沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目，以及多种的植物与无脊椎动物（包括菊石亚纲）。哺乳动物与鸟类在K—Pg事件中幸存下来，并辐射演化成为新生代的优势动物。

K—Pg事件是由一个或多个原因造成的，地球环境的急剧变化导致生态系统遭受了毁灭性破坏。K—Pg事件由天体撞击、火山爆发、气候变冷、海平面下降等单独或综合作用而引起。美国学者L.W.阿尔瓦雷茨，于1980年提出了K—Pg事件发生的天体撞击假说，其基本观点为：一个直径大约10千米的彗星或小行星撞击了墨西哥尤卡坦半岛，形成直径约180千米的希克苏鲁伯陨石坑，并有可能引发德干火山的大规模喷发；天体撞击事件短期内会造成大规模的火灾、海啸、酸雨、气候变冷（核冬天效应）等全球环境变化，其带来的大量金属会长期对生物造成毒害作用，影响地球生态系统在K—Pg事件后的恢复。高含量的铱元素、岩石熔融形成的小球粒、高压成因的冲击石英等物质，在世界广泛分布的K—Pg界线黏土层中都有发现，在墨西哥湾和加勒比海地区还发现了海啸沉积层，这些发现都为天体撞击假说的成立提供了依据。