Los siguientes grupos de animales no son característicos del período Cenozoico, que comenzó hace unos 66 millones de años tras la extinción masiva del Cretácico‑Paleógeno.
- Dinosaurios (excluyendo las aves): Todos los dinosaurios no aviares desaparecieron al final del Cretácico, antes de que iniciara el Cenozoico.
- Ammonites: Estos cefalópodos marinos se extinguieron también al final del Cretácico.
- Mosasaúros: Grandes lagartos marinos que recordaban a los monitor lizards actuales, desaparecieron en la misma extinción del Cretácico‑Paleógeno.
- Plesiosaurios: Reptiles marinos de cuello largo y aletas que formaban parte de la megafauna acuática y se extinguieron en el evento K‑Pg.
- Ichthyosaurios: Reptiles marinos con forma de delfín que también se extinguieron al final del Cretácico.
- Pterosaurios: Reptiles voladores, incluidos los pterodáctilos, que fueron víctimas de la extinción del Cretácico‑Paleógeno.
- Trilobites: Antiguos artrópodos marinos que ya estaban extintos al final del Paleozoico, mucho antes del Cenozoico.
