Paläozän Epoche, auch buchstabiert Paläozän Epoche, erste große weltweite Teilung von Gesteinen und Zeit der Paläogenperiode, überspannt das Intervall zwischen 66 Millionen und 56 Millionen Jahren. Dem Paläozän ging die Kreidezeit voraus und es folgte das Eozän. Das Paläozän ist in drei Zeitalter und ihre entsprechenden Gesteinsstufen unterteilt: das Danian, Selandian, und Thanetian.
Meeresgesteine des Paläozäns sind relativ begrenzt, und infolgedessen stammen viele Informationen über diese Epoche aus terrestrischen Ablagerungen. Das vollständigste Bild des paläozänen terrestrischen Lebens und der Umwelt liefert die Felsaufzeichnung Nordamerikas; anderswo, Paläozäne Tiere, vor allem Säugetiere, fehlen oder sind selten oder erst im späten Paläozän. Prominente Faunenreste des späten Paläozäns sind aus den Regionen Cernay bekannt, Frankreich; Gashato, Mongolei; und der Chico Fluss von Patagonien Argentinien.
Das Klima Nordamerikas während des Paläozäns war durch einen allgemeinen Erwärmungstrend mit wenig oder keinem Frost gekennzeichnet. Saisonale Schwankungen können wahrscheinlich am besten als Wechsel von Trocken- und Regenzeiten beschrieben werden.
Eines der auffälligsten Merkmale des Wirbeltierlebens im Paläozän war das völlige Fehlen von Dinosauriern und anderen Reptiliengruppen, die in der vorangegangenen Kreidezeit dominierten. Ein weiteres auffälliges Merkmal war die schnelle Proliferation und Evolution von Säugetieren. Zu den paläozänen Säugetieren gehörten Vertreter vieler Gruppen oder Ordnungen, die heute noch existieren, obwohl die paläozänen Formen meist archaisch (dh von noch früheren Formen abstammend) oder hochspezialisiert waren. Zu den paläozänen Säugetieren gehörten Kreidearten wie opossumähnliche Beuteltiere und insbesondere die archaischen und ungewöhnlichen Multituberculate – pflanzenfressende Tiere, deren Zähne in mancher Hinsicht denen der späteren, fortgeschritteneren Nagetiere sehr ähnlich waren. Die Kondylarthe – Huftiere, die sehr wichtige Mitglieder des paläozänen Tierreichs waren – enthielten Formen, die sich in Richtung Pflanzenfresserei entwickelten, während sie immer noch insektenfressend-fleischfressende Merkmale ihrer Vorfahren aus der Kreidezeit beibehielten. Primaten wurden im mittleren Paläozän häufiger; sie zeigten Merkmale zwischen den Insektenfressern und den Lemuren, insbesondere in ihrer Zahnanatomie.
Spät im Paläozän zeigte die Evolution der Säugetiere einen Trend zu größeren Formen und vielfältigeren Assemblagen. Primitive Säugetier-Fleischfresser – insbesondere die Creodonten (eine Gruppe katzenartiger und hundeartiger Tiere) — erschienen ebenso wie große Pflanzenfresser, Ahnennagetiere und die ersten bekannten angeblichen Primaten. Die Gashato-Fauna aus der Mongolei enthält die Überreste des frühesten bekannten Hasen (Eurymylus), und unter den paläozänen Säugetierresten aus Südamerika befinden sich viele frühe Vertreter von Tieren, die in späteren Epochen des Paläogens dominierten.
Das Leben in den Ozeanen des frühen Paläozäns brauchte Hunderttausende bis Millionen von Jahren, um sich vom Massensterben am Ende der Kreidezeit zu erholen, aber bis zum späten Paläozän hatten sich viele Gruppen von wirbellosen Meerestieren erheblich diversifiziert, einschließlich Mollusken und Plankton. Stark fossile marine Sedimente aus dem oberen Paläozän sind entlang der Golf- und Atlantikküstenebenen Nordamerikas bekannt.