白垩纪(英语:CretaceousPeriod)是地质年代中中生代的最后一个纪,长达8000万年,是显生宙的最长一个阶段。白垩纪因欧洲西部该年代的地层主要为白垩沉积而得名。白垩纪位于侏罗纪和古近纪之间,约1亿4550万年(误差值为400万年)前至6550万年前(误差值为30万年)。白垩纪-第三纪灭绝事件是地质年代中最严重的大规模灭绝事件之一,包含恐龙在内的大部分物种灭亡。
白垩是石灰岩的一种类型,主要由方解石组成,颗粒均匀细小。白垩纪这一时期形成的地层叫“白垩系”,用手可以搓碎,缩写记为K,是德文的白垩纪(Kreidezeit)缩写。白垩层是一种极细而纯的粉状灰岩,是生物成因的海洋沉积,主要由一种叫做颗石藻的钙质超微化石和浮游有孔虫化石构成,在英、法海峡两岸形成美丽的白色悬崖。白垩层不仅发育于欧洲,北美和澳大利亚西部也有分布。
在这一时期,大陆之间被海洋分开,地球变得温暖、干旱。开花植物出现了,与此同时,许多新的恐龙种类也开始出现,包括像食肉牛龙这样的大型肉食性恐龙,像戟龙这样的甲龙类成员以及像赖氏龙这样的植食性鸭嘴龙类。恐龙仍然统治着陆地,像飞机一样的翼龙类,例如披羽蛇翼龙在天空中滑翔,巨大的海生爬行动物,例如海王龙统治着浅海。最早的蛇类、蛾、和蜜蜂以及许多新的小型哺乳动物也在这一时期出现了。发生在白垩纪末的灭绝事件,是中生代与新生代的分界。白垩纪的气候相当暖和,海平面的变化大。白垩纪时期的大气层氧气含量是现今的150%,二氧化碳含量是工业时代前的6倍,气温则是高于今日约摄氏4°
在白垩纪,盘古大陆完全分裂成我们认识的各大陆,但是它们和我们认识的位置全不相同。大西洋还在变宽。北美洲自侏罗纪开始,形成多排平行的造山幕,例如内华达造山运动,与之后的塞维尔造山运动、拉拉米造山运动。
在白垩纪初期,冈瓦那大陆仍未分裂,而后南美洲、南极洲、澳大利亚相继脱离非洲,印度和马达加斯加还连在非洲上。南大西洋与印度洋开始出现。这些板块运动,造成大量的海底山脉,进而造成全球性的海平面上升。非洲北边的特提斯洋在变窄。西部内陆海道将北美洲分为东西两部,这个海道在白垩纪后期缩小,留下厚的海相沉积层,夹杂者煤矿床。在白垩纪的海平面最高时期,地表上有1/3的陆地沉浸于海洋之下。白垩纪因为黏土层而著名,这个时期形成的黏土层多于显生宙的其他时期。中洋脊的火山活动,或是海底火山附近的海水流动,使白垩纪的海洋富含钙,接近饱和,也使得钙质微型浮游生物的数量增加。分布广泛的碳酸盐与其他沉积层,使得白垩纪的岩石纪录特别多。北美洲的著名地层组包含:堪萨斯州的海相烟山河黏土层、晚期的陆相海尔河组。其他的著名白垩纪地层包含:欧洲的威尔德(Weald)、亚洲的义县组。白垩纪末期到古新世早期,印度发生大规模火山爆发,形成的德干地盾。
动物界里,哺乳动物还是比较小,只是陆地动物的一小部分。陆地的优势动物仍是主龙类爬行动物,尤其是恐龙,它们较之前一个时期更为多样化。翼龙目繁盛于白垩纪中到晚期,但它们逐渐面对鸟类辐射适应的竞争。在白垩纪末期,翼龙目仅存两个科左右。
鸟类是脊椎动物向空中发展取得最大成功的类群。白垩纪早期鸟类开始分化,并且飞行能力及树栖能力比始祖鸟大大提高。我国古生物学家发现的著名的“孔子鸟”就是早白垩世鸟类的代表分子。
白垩纪末,地球上的生物经历了又一次重大的灭绝事件:在地表居统治地位的爬行动物大量消失,恐龙完全灭绝;一半以上的植物和其他陆生动物也同时消失。究竟是什么原因导致恐龙和大批生物突然灭绝?这个问题始终是地质历史中的一个难解之谜。普遍被大家接受的观点是陨石撞击说。引人注目的是,哺乳动物是这次灭绝事件的最大受益者,它们度过了这场危机,并在随后的新生代占领了由恐龙等爬行动物退出的生态环境,迅速进化发展为地球上新的统治者。中国辽宁省的炒米店子组发现了大量的白垩纪早期小型恐龙、鸟类、以及哺乳类。这里发现的多种手盗龙类,被视为恐龙与鸟类间的连结.
海洋里,我们认识的鳐鱼,鲨鱼,和其他硬骨鱼也常见了。海生爬行动物则包含:生存于早至中期的鱼龙类、早至晚期的蛇颈龙类、白垩纪晚期的沧龙类.
剧烈的地壳运动和海陆变迁,导致了白垩纪生物界的巨大变化,中生代许多盛行和占优势的门类(如裸子植物、爬行动物、菊石和箭石等)后期相继衰落和绝灭,新兴的被子植物、鸟类、哺乳动物及腹足类、双壳类等都有所发展,预示着新的生物演化阶段——新生代的来临。