Des changements climatiques importants se produisent au cours de l'Holocène. La température s'élève notablement. Les précipitations augmentent en zone tropicale, entraînant une diminution des zones désertiques. Les zones habitables se décalent vers le Nord, alors que le niveau marin remonte, isolant par exemple les iles britanniques du continent européen. Il y a 8 000 ans, le Sahara se couvre de végétation et de multiples lacs s'y créent. Les troupeaux de grands herbivores quittent les zones tropicales où les forêts s'étendent, pour se diriger vers les savanes apparues dans les déserts du Nord et du Sud. Ils sont suivis par une population humaine de chasseurs-cueilleurs qui laissent des peintures et des gravures rupestres dans le Sahara. Le retour ultérieur du désert, entre -3000 et -1000, contraint cette population à migrer sur les rives du Nil, donnant naissance à la civilisation égyptienne.
La faune et la flore ne semblent pas avoir significativement évolué, mais la répartition des espèces a été fortement modifiée (remontées vers le nord des biomes et des biocénoses). Cette époque est également marquée par une rapide et importante vague d'extinction d'espèces de grands mammifères dans l'hémisphère nord et en Australie ; La Mégafaune s'y est très fortement réduite.
