Mioseenin epookki oli geologinen ajanjakso 23,0–5,33 miljoonaa vuotta sitten. Mioseeni oli nykyisen kenotsooisen maailmankauden keskimmäisen kauden, neogeenin, kahdesta jaksosta ensimmäinen. Mioseeni oli sitä edeltänyttä oligoseenia ja sen jälkeistä plioseenia lämpimämpi. Ilmasto kuivui ja oligoseenikaudella ilmestyneet ruohostot laajenivat nopeasti. Aavikoituminen näyttää yleistyneen. Yhdysvaltain preerialle lienee näihin aikoihin ilmestynyt kuivuutta hyvin sietäviä C4-kasveja. Ruohostojen laajeneminen ajoi eläimiä nopeaan evoluutioon. Nisäkkäiden monimuotoisuus kehittyi huippuunsa, tavallisimmin nisäkkäät olivat sorkka- ja kavioeläimiä, jotka söivät ruohoa tai puun lehtiä. Mioseenikaudella kehittyivät muun muassa norsujen edeltäjät mastodontit. Koiraeläimet ja apinat kehittyivät voimakkaasti. Eläimistö alkoi muistuttaa nykyistä.
Mioseenille oli ominaista suhteellisen pienten mannerliikuntojen aiheuttamat suuret muutokset maapallon merivirroissa, mikä ennakoi kylmenemistä seuraavalla plioseenikaudella. Kun Afrikka törmäsi Euraasiaan, se siirsi Tethysmeren kautta kulkeneen maapalloa lämmittävän merivirran kiertämään kaukaa viileiden vesien kautta. Tämän aiheuttama viileneminen ajoi Etelämantereen jäätymään suureksi osaksi noin 14–12 miljoonaa vuotta sitten. Intia törmäsi myöhäisellä mioseenilla Aasiaan 12–10 miljoonaa vuotta sitten, mikä edelleen siirsi merivirtoja.
Mannerliikunnot
Mioseenilla mantereet liikkuivat niin, että Atlantti leveni edelleen. Amerikkojen vuoret kohosivat, ja syntyi uusiakin korkeita vuorijonoja. Pohjois-Amerikassa syntyivät Sierra Nevada ja Kaskadivuoret, ja Kalliovuoret nousivat. Etelä-Amerikan Andit kohosivat. Jo pitkään Aasian lähellä ollut Intia törmäsi Aasiaan, vaikka sen liike oli jo hidastunut. Sen tuloksena Himalaja alkoi muodostua 12–10 miljoonaa vuotta sitten. Tiibetin ylänkö alkoi kohota mioseenilla. Siperian–Amerikan maasilta eli Beringia ilmestyi keskimioseenilla.
Pohjois- ja Etelä-Amerikan välillä oleva Panamankannas alkoi muotoutua mioseenin lopulla. Afrikan ja Euraasian välissä ollut Välimeren edeltäjä Tethysmeri kapeni mioseenin alussa jatkuvasti, kun Afrikan laatta liikkui kohti Euraasian laattaa. Lopulta Afrikka törmäsi Aasiaan ja Eurooppaan 18 miljoonaa vuotta sitten.Encyclopedia Britannica, 19. edition 1993, Macropedia. Osa 16: Chicago-Death, luku Geochronology, s. 856, Table 25 Tethysmeri sulkeutui Atlantista noin 14–13 miljoonaa vuotta sitten.
Maakannas muodostui ehkä Gibraltarin salmen kohdalle Espanjan eteläpuolella, ja Afrikan ja Euraasian eläimistöt sekoittuivat. Sitten ilmestyi toinen kannas ehkä Israelin–Turkin seuduille ja myöhemmin Välimeren seutu kuivui valtavaksi suola-aavikoksi. Alppien muodostuminen, joka oli alkanut paleoseenikaudella voimakkaana, päättyi mioseenikaudella. Myöhäismioseenilla 6,5Eronen: Jääkausien jäljillä, s. 104.–5,5 miljoonaa vuotta sitten Gibraltarin salmi sulkeutui, mikä kuivatti lopulta Välimeren aroksi ja suola-aavikoksi. Välimeri oli seuraavan 1,5 miljoonan vuoden aikana välillä meri, välillä aavikko ainakin 10 kertaa. Salmi aukesi viimeksi 5,1 miljoonaa vuotta sitten.Eronen: Jääkausien jäljillä, s. 105.
Ilmasto
Mioseenikaudella ilmasto viileni, kuivui ja sen vaihtelut voimistuivat. Mioseeni oli edeltävää oligoseenia viileämpi mutta seuraavaa plioseenia lämpimämpi kausi. Mioseenin mannerliikunnot rajoittivat maapalloa lämmittäviä päiväntasaajan lähellä olevia virtauksia. Mioseenin edetessä Tethysmeri hävisi ja Panamankannas rakentui pitkälle. Vielä varhaismioseenilla noin 20 miljoonaa vuotta sitten maapalloa lämmittävä lämmin merivirta kiersi päiväntasaajaa, muttei enää 10 miljoonaa vuotta sitten, jolloin Tethysmeressä oli suuri kannas ja Panaman kohdalla melko tiheä saarten muodostama kaari.http://palaeogeography.net/resources/geological_data/palaeogeographies_medres/pjmgeog_medres.html
Mioseenin alkupuolella oli nykyistä lämpimämpää, ja palmuja kasvoi vielä pohjoisessa Keski-Euroopassa myöhäismioseenille asti.Björn Kurtén: Jääkausi. Koko Suomi oli lehtimetsää myöhäismioseenilla 11–7 miljoonaa vuotta sitten. Sahara oli silloin savannia ja aroa.cosmos.enes.org/fileadmin/user_upload/cosmos/meetings/05-2008/Presentations/Jussi_Eronen.pdf Viimeisen 15 miljoonan vuoden ajan Pohjois-Amerikan, Afrikan ja Aasian aavikot laajenivat ja uusia syntyi. Etelä-Aasian ja Etelä-Amerikan monsuuni-ilmastot voimistuivat samoihin aikoihin. Samalla Pohjois-Amerikan pohjoisilla tasangoilla preeriasavanni korvautui ruohoilla, ja Kalifornian rannikon kesät kuivuivat.
Lämpötila notkahti hetkeksi alas noin 22,9 miljoonaa vuotta sitten niin sanotussa Mi-1-viilenemisessä. Kauden alussa noin 21–14 miljoonaa vuotta sitten ilmasto lämpeni ja kostui ja siinä esiintyi jonkun verran "lyhytjaksoisia" vaihteluita. Tällöin vallitsi nykyistä 6 astetta lämpimämpi mioseenin lämpötilaoptimi MCO.http://www.apac.edu.au/whats_new/old_news_reports/2006/Publicity%20-%20ancient_climate_change_news_release%20271106.pdf Lämpimintä lienee ollut noin 18,5–17,8 miljoonaa vuotta sitten Ottnangian-kaudella. Alppien pohjoispuolella rinteiden alapuolella muinaisella leveysasteella 46°N oli paratrooppista kasvillisuutta, vuoden keskilämpötila 22,2–24,2 °C ja kylmin kuukausi 16,7 °C. Keskimioseenin ilmastossa näkyi kosteiden ja kuivien kausien vuorottelua Antarktiksen jäätiköitymisten mukana. Mioseenikauden alkupuolella koettiin voimakas lämpötilan nousu 17–14,5 miljoonaa vuotta sitten. Alaskassa kasvoi tuolloin lehtimetsää.
Tethysmeren sulkeutuminen viilensi tuntuvasti maapalloa 14,5–13,7 miljoonaa vuotta sitten. Tämä näkyy selvänä piikkinä merenpohjan näytteiden happi-isotoopeissa 13,9 miljoonaa vuotta sitten.Climate transitionsand sediment transportation in the Arcticas revealed bymineralogical evidences from the late Cenozoic sedimentsin the Yermak Plateau and the central Arctic Ocean Strand, Kari1, Junttila, Juho1, 2, Lahtinen, Taija1, 2& Turunen, Saija1, 21)Thule Institute and 2)Department of Geosciences, University of Oulu, Finland Impacts of orbital forcing and atmospheric carbon dioxide on Miocene ice-sheet expansion http://www.nature.com/nature/journal/v438/n7067/fig_tab/nature04123_F1.html Atlantin lämpötila putosi melko nopeasti kolmisen astetta.Ten Million Years of Solitude It's a Cool, Cool Miocene World - Part I. Ilmakehän hiilidioksidimäärä alkoi vähetä, tosin aaltoillen.http://earth.geology.yale.edu/~mp364/index.cgi?page-selection=2 Antarktiksen läheinen merialue viileni noin 5 astetta monen miljoonan vuoden aikana keskimioseenilla.Encyclopedia Britannica, 15. edition 1993,Macropedia, osa 16: Chicago-Death, luku Climate and weather, kuva 48 s. 487
Euroopassa näkyy lämpimän kauden äkillinen loppuminen noin 14–13,5 miljoonaa vuotta sitten keskisen ja myöhäisen Baden-kauden välissä. Monet lämpöä vaativat lajit kuolivat Keski-Euroopasta, kun vuoden keskilämpötila romahti yli 7 °C lukemiin 14,8–15,7 °C. Alligaattorit, kameleontit ja jättiläiskilpikonnat kuolivat Keski-Euroopassa liian viileään ilmastoon. Muinaiskrokotiili Diplocynodon vaelsi myöhäisellä keskimioseenilla ja myöhäismioseenilla leveyksiltä 38–45 etelämmille leveyksille 30–37 N.
Tethysmeren kautta kulkenut lämmin merivirta joutui nyt kiertämään viileämmille vesille Afrikan eteläpuolelta.Encyclopedia Britannica, osa 16, artikkeli Geochronology Tällöin Euroopan ilmasto myös kuivui ja lämpötilan jaksolliset vaihtelut voimistuivat. Ne olivat nyt nelisen astetta, kun olivat oligoseenilla olleet pari astetta. Etelämanner jäätyi itäiseltä osaltaan noin 13–11 miljoonaa vuotta sitten ja vesi meren syvyyksissä viileni 4–5 °C. Etelämantereella tapahtunut osittainen jäätyminen viilensi osaltaan maapalloa edelleen ja aiheutti vain joidenkin lajien paikallisia häviämisiä. Merenpinta laski 14–11 miljoonaa vuotta sitten Etelämantereen jäätyessä ja Uuden-Seelannin lämpötilan liukuessa alas viitisen astetta. Noin 12 miljoonaa vuotta sitten oli käynnistynyt hidas putoaminen kohti jääkautta. Euroopan palmut alkoivat hiljalleen vetäytyä etelään. Alaskan lehtimetsät katosivat. Samalla ilmasto kuivui ja suuret ruohotasangot levittäytyivät laajoille alueille. Noin 11,7 miljoonaa vuotta sitten koettiin melko lyhytaikainen, voimakas merenpinnan lasku, jota vastaavia tuli myöhemmin vain alle 4 miljoonaa vuotta sitten.http://www.mnhn.fr/publication/geodiv/g02n3a1.pdf
Noin 11 miljoonaa vuotta sitten ilmestyi jäätiköitä Norjan rannikoille. Islanti jäähtyi merkittävästi 10 miljoonaa vuotta sitten. 10–9 miljoonaa vuotta sitten oli Alaskan rannikoilla vuorovesijäätiköitä. Noin 9 miljoonaa vuotta sitten hävisi monia metsässä eläviä eläimiä, ehkä ilmaston kuivumisen takia. Lehtiä syövät hevoseläimet hävisivät. Noin 10–8 miljoonaa vuotta sitten alkoivat Intian monsuunit, tämän oletetaan liittyvän jäätiköitymiskehitykseen pohjoisella pallonpuoliskolla. Samaan aikaan ilmaston pitkäjaksoiset vaihtelut voimistuivat. 10–6 miljoonaa vuotta sitten oli vuoristojäätiköitä Alakassa ja Andeilla ja samoihin aikoihin laajoja ruohostoja keskisessä Pohjois-Amerikassa. Noin 9 miljoonaa vuotta sitten Tiibet ja Himalaja nousivat jonkun verran ylös jäähdyttäen edelleen maapalloa. 8,5 miljoonaa vuotta sitten Maan ilmakehän hiilidioksidimäärän aleneminen kiihtyi merkittävästi. Noin 8,5 ja varsinkin 8 miljoonaa vuotta sitten lämpötila romahti hieman kaksi kertaa, mutta palautui molemmilla kerroilla takaisin. 8 miljoonaa vuotta sitten lämpötila romahti äkkiä.
Etelämanner jäätyi kokonaan ehkä jo 10, viimeistään 7–6 miljoonaa vuotta sitten. Joidenkin mukaan Etelämantereen jäätikkö oli suurimmillaan noin 8–6 tai 6–5Encyclopedia Britannica 15. edition. Osa 16, Climate and weather, s. 487. miljoonaa vuotta sitten, jonka jälkeen se on hieman kutistunut. Grönlannissa oli 8–7 miljoonaa vuotta sitten suuria jäätiköitä, mutta myös metsiä. Metsää siellä kasvoi vielä plioseenillakin. Aasian ilmasto kuivui hetkellisesti noin 7,5 miljoonaa vuotta sitten samaan aikaan ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kiihtyvän laskun kanssa, mutta palautui pian ennalleen. Jäätä ajelehti pohjoisella pallonpuoliskolla jo 7 miljoonaa vuotta sitten. 6 miljoonaa vuotta sitten ajelehtivan jään määrä näkyi geologisesti katsoen hetken meren kerrostumissa hiekkana. 6–5 miljoonaa vuotta sitten oli Islannissa luultavasti jäätiköitä, joiden läpimitta oli kolmasosa nykyisten läpimitasta. Grönlannin eteläosa jäätyi noin 5 miljoonaa vuotta sitten. Seuraavalla plioseenikaudella alkoi ilmestyä pohjoiselle napaseudulle ja korkeiden vuorten huipulle varmasti ja yhä tiheämmin jäätiköitä 5,5–4,5 miljoonaa vuotta sitten.
Mioseenikauden keskivaiheilla, karkeasti sanoen 15–16 miljoonaa vuotta sitten tapahtui suuri lajien joukkotuho, jollaista ei ole tapahtunut sen jälkeen. Noin 14,3–14,5 miljoonaa vuotta sitten syntyi itäiseen Etelä-Saksaan Nördlinger Ries -niminen suuri kraatteri asteroidin törmäyksessä. Törmäys tapahtui niin suurelle nopeudella, että se ka tuhosi arviolta 1,5 kilometrin matkalta kaiken vastaantulevan ja synnytti 24 km:n läpimittaisen kraatterin. Tällöin vapautui 1,8 miljoonan Hiroshiman pommin voima. Räjähdys aiheutti tuhoa laajalla alueella. Sulaa lasia satoi ainakin 450 km:n päähän tektiitteinä.
Kasvillisuus
Mioseenikaudella ruohostot syrjäyttivät metsiä, jotka eivät menestyneet kuivemmassa ja kylmemmässä ilmastossa. Ruohostojen laajeneminen oli aiempaan verrattuna huomattavan nopeaa, erityisesti 7–6 miljoonaa vuotta sitten. C4-kasvit ilmestyivät. Nopea kasvillisuuden muutos saattoi tappaa monia kasvinsyöjäeläimiä. Se myös vähensi hiilidioksidin määrää maan ilmakehässä. Esimerkiksi Australia muuttui sademetsästä kuivemmaksi. Koppisiemeniset ruohot levisivät laajalle ja lajiutuivat voimakkaasti. Ruskolevämetsät kehittyivät meriin. Mioseenikaudelta tunnetaan Euroopasta muun muassa poppeli, ambrapuu ja vaahtera.