白 垩 纪-第三纪灭绝事件是 地球 历史上的一次大规模物种灭绝事件，发生于中生代白垩纪与 新生代 第三纪之间，约6550万年前，灭绝了当时地球上的大部分动物与植物，包含恐龙在内。白垩纪-第三纪灭绝事件因为造成恐龙的灭亡与 哺乳纲 的兴起而著名，但是， 二叠纪 三叠纪 灭绝事件灭绝了当时地球约90%的生物，才是 地质年代 中最严重的生物集体灭绝事件。
在 白垩纪 与第三纪的 地层 之间，有一层富含 的 黏土 层，名为K-T界线。由于 国际地质科学联合会国际地层委员会 不再承认第三纪是正式的地质年代名称，由古近纪与 新近纪 取代。因此，白垩纪-第三纪灭绝事件又可称为白垩纪-古近纪灭绝事件。
恐龙（不包含鸟类）的化石仅发现于K-T界线的下层，显示它们在这次灭绝事件发生时（或之前）迅速灭绝。有少部份 恐龙化石 发现于K-T界线之上，但这些化石被认为是因为侵蚀等作用，而被带离原本的地点，然后沉积在较年轻的沉积层。除了恐龙以外， 沧龙科 、 蛇颈龙目 、 翼龙目 、以及多种的植物与无 脊椎动物 ，也在这次事件中灭绝。 哺乳纲 与鸟类则存活下来，并辐射演化，成为 新生代 的优势动物。大部分的科学家推测，这次灭绝事件是由一个或多个原因所造成.
灭绝模式
虽然白垩纪-第三纪灭绝事件造成许多物种灭绝，但不同的演化支，或是各个演化支内部，呈现出明显差异的灭绝程度。由于大气层中的微粒遮辟了阳光，减少抵达地表的 太阳能 ，依赖 光合作用 的生物衰退或灭绝。在 白垩纪 晚期， 食物链 底层是由依赖光合作用的生物构成，例如浮游植物与陆地植物，如同现今的状况。证据显示，草食性动物因所依赖的植物衰退，而数量减少；同样地，顶级掠食者（例如 霸王龙 ）也接连受到影响。
颗石藻（Coccolithophore）与 软体动物门 （包含 菊石亚纲 、 无齿鰶 蛤、水生 蜗牛 、蚌），还有以上述硬壳动物维生的动物，在这次灭绝事件中灭亡，或遭受严重打击。例如， 沧龙科 被认为以 菊石亚纲 为食，这群 海生爬行动物 在白垩纪-第三纪灭绝事件中灭亡。
杂食性、食虫性、以及食腐动物在这次灭绝事件中存活，可能因为它们的食性较多变化。 白垩纪 末期似乎没有完全的草食性或肉食性 哺乳动物 。 哺乳纲 与鸟类借由以昆虫、蚯蚓、 蜗牛 …等动物为食，而在K-T事件中存活，而这些动物则以死亡的植物与动物为食。科学家假设，这些生物以生物的有机碎屑为生，因此得以在这次植物群崩溃的灭绝事件存活。
在河流生物群落中，只有少数动物灭亡；因为河流生物群落多以自陆地冲刷下来的生物有机碎屑为生，较少直接以活的植物为生。海洋也有类似的状况，但较为复杂。生存在浮游带的动物，所受到的影响远比生存在 海床 的动物还大。生存在浮游带的动物几乎以活的浮游植物为生，而生存在海床的动物，则以生物的有机碎屑为食，或者可转换成以生物的有机碎屑为食。
在这次灭绝事件存活下来的生物中，最大型的陆地动物是 鳄鱼 与 离龙目 ，是半水生动物，并可以生物碎屑为生。现代鳄鱼可以食腐为生，并可长达数月未进食；幼年鳄鱼的体型小，成长速度慢，在头几年多以无脊椎动物、死亡的生物为食。这些特性可能是鳄鱼能够存活过 白垩纪 末灭绝事件的关键。
在灭绝事件过后，造成许多空缺的 生态位 ，生态系统花了长时间才恢复原本的多样性。
微生物群
在 钙质 微型 浮游生物 的化石记录中，白垩纪末灭绝事件是最大规模的集体灭绝之一；钙质微型浮游生物形成的钙质沉积层，也是白垩纪的名称来源。这次灭绝事件对钙质微型浮游生物的影响，只有到种的程度。根据统计分析，这段时间的海洋生物物种数量降低，多是因为迅速的灭亡，而非 物种形成 的减少。由于微生物的化石记录多由囊胞所构成，而不是所有的 甲藻门 （ 鞭毛藻 ）都具有囊胞，因此K-T界线时期的 双鞭毛虫门 化石记录并不明确，造成相关研究的差异。2004年的一个研究，则认为当时的甲藻类并没有发生明显变动。
最早自 奥陶纪 之后， 放射虫 （ Radiolaria ）一度消失于化石记录。在 白垩纪 /第三纪交界，可以找到少量的放射虫化石。没有证据显示当时的放射虫遭到大规模的灭绝。在古新世早期，放射虫在 南极洲 区相当繁盛，这可能因为寒冷的气候。接近46%的 硅藻 物种，继续存活到上古新世。这显示白垩纪末的硅藻灭绝程度并不严重，层度仅到种的程度。
自从1930年代以来，科学家已着手研究白垩纪与第三纪交接时的 有孔虫门 （ 有孔虫门 ）灭绝状况。自从 撞击事件 可能造成白垩纪末灭绝事件的理论出现后，更多科学家研究K-T界线时的 有孔虫门 灭绝状况。但科学界对此的意见分为两派，一派认为有孔虫门主要因为这次灭绝事件而影响，另一派认为在 白垩纪 与第三纪交接时期，有孔虫门有过多次的灭绝与复原。
底栖的有孔虫类主要以生物有机碎屑为食，随者白垩纪末灭绝事件造成大量海洋生物死亡，众多的底栖有孔虫类也跟者灭亡。在海洋生态圈复原后，底栖 有孔虫 类的食物来源增加， 物种形成 也跟着增加。浮游植物在 古新世 早期复原，提供大型的低栖有孔虫类食物。直到灭绝事件后的数十万年，约在古新世早期，低栖生态系统才完全复原。
海生无脊椎动物
化石证据显示，在白垩纪-第三纪灭绝事件的前后，海生无脊椎动物有相当大的变化。但化石纪录的缺乏，使得无法显示出真实的灭绝比例。
介形纲 （ 介形虫 ）是 甲壳亚门 的一纲，这群小型动物在 马斯特里赫特 阶上层相当繁盛，在多个地区留下化石纪录。一个针对介形纲化石的研究，显示介形纲在古新世时期的多样性，低于第三纪的其他时期。但目前的研究无法确定介形纲的衰退，是在 白垩纪 末事件的之前或之后发生。
在白垩纪晚期的 珊瑚虫纲 石珊瑚目 目中，有接近60%的属消失，没有存活到 古新世 。近一步的研究显示，栖息于温暖、 亚热带 、浅海地区的珊瑚，记有98%的种灭亡。而那些栖息于较寒冷、 透光带 以下、单独生长、无法形成 珊瑚礁 的珊瑚，受到灭绝事件的影响较小。与进行 光合作用 的海藻共生共存的珊瑚，则在白垩纪-第三纪灭绝事件中大量灭亡。但除了研究K-T界线到古新世 地层 中的珊瑚化石以外，还要参考当时的珊瑚礁生态系统变化。
在K-T界线之后， 头足纲 、 棘皮动物门 、 瓣鳃纲 的属数量，呈现明显的减少。而大部分的 腕足动物门 ，在 白垩纪 末灭绝事件中存活，并在 古新世 早期开始多样化。
在 软体动物门 头足纲中，大部分的物种在这次灭绝事件灭亡，只有 鹦鹉螺亚纲 （以现代的鹦鹉螺为代表）与鞘亚纲（演化成现代的 章鱼 、鱿鱼、 十腕总目 ）存活至今。这些灭亡的物种包含独特的 箭石目 ，以及高度多样性、分布广泛且数量众多的 菊石亚纲 。研究人员指出鹦鹉螺亚纲产的卵较大、数量较少，是它们存活下来的重要原因。而菊石产的卵数量众多、以 浮游生物 方式生存，因此在白垩纪末灭绝事件中灭亡。在全球各地的 菊石亚纲 灭亡之后， 鹦鹉螺亚纲 的外壳开始辐射演化，演化出不同的形状，构造日益复杂，与昔日的菊石类似。
在 棘皮动物门 中，接近35%的属在这次灭绝事件中消失。其中，生存在低纬度、浅水的棘皮动物灭亡比例最高；而生存在中纬度、深海区域的棘皮动物，被影响的程度则较小。这种灭绝模式的成因可能是 栖息地 的消失，尤其是浅水地区的 碳酸盐岩 台地 。
其他的无脊椎动物，例如厚壳蛤类（可形成礁的 丽文蛤 ）与叠瓦蛤（现代 扇贝 的大型 近亲蟳 ），则在白垩纪-第三纪灭绝事件中全数灭亡。
鱼类
在K-T界线的上下 地层 ，有大量的 有颌下门 化石，可供科学家研究这些海生脊椎动物的灭绝模式。在 软骨鱼纲 中，有接近80%的鲨鱼、 十腕总目 的科存活过这次灭绝事件；在 真骨下纲 中，只有少于10%的科消失。在 南极洲 附近的 西摩岛 ，化石纪录显示K-T界线的上层有大量的 硬骨鱼 死亡。科学家推论当时的鱼类曾经面临环境变动，而K-T事件应是这次环境变动的主因。但是，海洋与淡水环境，减轻了鱼类所遭受环境变动的影响。
陆地无脊椎动物
在 北美洲 的14个地点， 被子植物门 化石被用来研究昆虫的多样性变化与灭绝比例。研究人员发现，在K-T界线前的 白垩纪 地层 ，有丰富的植物，昆虫很多样化。在古新世早期（约灭绝事件后170万年），植物群仍相当多样化，来自昆虫的采食则较少。
陆地植物
在白垩纪-第三纪灭绝事件发生时，没有广布于全球的植物可供研究。但个别地区的植物群连续状况可供研究。在北美洲，白垩纪-第三纪灭绝事件发生时有大量植物灭亡，但在该次灭绝事件发生前，已有明显的植物群变化。
在 南半球 的高纬度地区，例如 新西兰 与 南极洲 ，植物群的物种并没有发生大量消失，但在植物的繁盛状况则有短期、剧烈的变化。在 北美洲 ，有接近57%的植物物种灭亡。在 古新世 ，化石记录中的蕨叶，显示蕨类开始再度兴盛，植物群开始复原。在1980年的圣海伦火山爆发后，也出现类似的蕨类复兴状况。
由于 白垩纪 末灭绝事件，对植物群造成整体性的破坏，当时的 腐生生物 大量激增，例如真菌，这些生物不需依靠 光合作用 ，而分解死亡植物以吸收营养。真菌的繁盛只持续了数年，当大气层恢复正常后，光合作用植物（例如蕨类）开始再度生长。
两栖动物
证据显示， 两栖动物 没有因为白垩纪-第三纪灭绝事件而大量灭亡，大多数成员都存活下来。数个针对 蒙大拿州 的 蝾螈 化石研究指出，七个 蝾螈属 中有六个属存活过这次灭绝事件。
青蛙似乎存活到 古新世 ，只有少数种灭亡。但在化石纪录中， 青蛙 的科与属数量并不清楚。一个针对蒙大拿州的三个属的青蛙研究指出，它们并没有受到 白垩纪 末灭绝事件的影响。这些数据显示，没有 两栖纲 的科在这次灭绝事件中灭亡，或是受到打击。原因是两栖类可在水中生存，或者在 沉积物 、土壤、树木中筑穴、或是在岩层中的洞存活。
非主龙类的 爬行纲
在白垩纪-第三纪灭绝事件中，非主龙类的 爬行纲 有 龟鳖目 、鳞龙超目（包含现今的蛇、 四脚蛇 、 蚓蜥 ）存活下来，此外还有半水生的 离龙目 （属于原始的主龙形下纲，消失于 中新世 ）也幸存过这次灭绝事件。有超过80%的白垩纪乌龟，存活过这次事件。在 白垩纪 末，总计有六个乌龟的科，都存活到第三纪，并存活至现今。
现存的鳞龙类包含： 喙头目 、 有鳞目 。在中生代早期，喙头蜥目是群相当成功的动物，而且分布广泛，但在白垩纪中期开始衰退。喙头蜥目目前仅存一属，仅存于 新西兰 。
现存的有鳞目包含：蜥蜴、蛇、以及 蚓蜥 ，它们在 侏罗纪 占据了许多不同的 生态位 ，并成功地存活到白垩纪。有鳞目存活过白垩纪末灭绝事件，成为现今最成功、最多样化的 爬行纲 ，目前总计有超过6,000个种。目前未知有任何陆生有鳞目的科，在这次灭绝事件中消失，化石证据也显示它们的数量没有明显的变化。这些陆生 有鳞目 动物的体型小、适应性强的代谢率、以及可改变栖息环境的能力，是它们在 白垩纪 晚期/ 古新世 早期幸存的原因。
非主龙类的 海生爬行动物 ，包含 沧龙科 、 蛇颈龙目 ，它们是白垩纪时的优势海生掠食动物，但在白垩纪末灭亡。
主龙类
主龙类包含两个主要演化支， 镶嵌踝类主龙 包含鳄鱼与其 近亲蟳 ， 鸟颈类主龙 包含 翼龙目 、恐龙、以及鸟类。
在 马斯特里赫特 阶的化石纪录中， 鳄形超目 有10个科存在者，其中5科在K-T界线后消失，其余5科存活到古新世。这些幸存的鳄鱼大多栖息于淡水与陆地环境，唯有 森林鳄科 同时存活于淡水与海洋环境。由此可看出有50%的鳄鱼灭绝，而且没有大型鳄鱼存活下来，例如 北美洲 的 恐鳄 。鳄鱼在灭绝事件后大量存活的原因，可能是它们的水生 生态位 与穴居的生活方式，这样可以减少环境剧烈变动的影响。在2008年，Stéphane Jouve与其同事提出森林鳄科的幼年体生活于淡水环境，如同今日的海生幼年鳄鱼，所以当其他 海生爬行动物 灭亡时，森林鳄科仍得以继续幸存。淡水环境受到白垩纪-第三纪灭绝事件的影响，不若海洋环境来得大。
在 马斯特里赫特 阶，唯一确定存在的 翼龙目 是 神龙翼龙科 ，神龙翼龙科也在灭绝事件中灭亡了。在 白垩纪 中期，仍有10科大型翼龙类存活者，而后逐渐衰退。较小型的翼龙类则早在 马斯特里赫特 阶以前就已灭亡。在马斯特里赫特阶前，已出现小型动物衰退，而大型动物更为繁盛的现象。在这个时期，新鸟 亚纲 开始多样化，并取代其他原始鸟类与翼龙类的 生态位 ，这些动物之间可能出现直接的竞争，或只是新鸟亚纲占据这些消失物种的空白生态位。
恐龙
许多白垩纪末灭绝事件的研究，都关注于恐龙如何灭绝。除了少数的争议研究，大部分科学家同意恐龙（不包含鸟类）在 白垩纪 末灭绝事件中灭绝。关于恐龙的灭绝过程分为两派意见，第一派认为在白垩纪的最后数百万年，恐龙的多样性已出现衰退，第二派则认为，在最后数百万年，并没有迹象显示恐龙的衰退。而目前科学家仍无法根据这个时期的 恐龙化石 ，在这两派意见中做出定论。目前没有证据显示 马斯特里赫特 阶晚期的恐龙，有穴居、游泳、 潜水 等习性，所以无法减低环境变动所带来的影响。某些小型的恐龙可能会存活下来，但它们不分草食性或肉食性，都会面临植物或猎物的短缺。
近年来，关于恐龙是内温性动物的证据日渐增多，恐龙与 近亲蟳 鳄鱼的不同代谢程度，有助于科学家研究它们在 白垩纪 末的灭绝与存活原因。鳄鱼属于 变温动物 ，可以连续数个月未进食；而恐龙体型接近的温血动物，需要更多的食物来源，以维持较快的代谢率。因此当K-T事件发生时，整个 食物链 崩溃，需要大量食物的恐龙灭亡，而鳄鱼继续存活。鸟类与 哺乳纲 等内温性动物，可能因为体型较小而所需食物较少，加上其他因素，得以在这次灭绝事件幸存。
有数个研究人员主张，恐龙的灭绝是逐渐性的，甚至有恐龙存活到 古新世 。他们宣称在海尔河组的岩层中，在K-T界线的上方1.3米处，发现了7种恐龙牙齿化石，意味者在K-T界线后的4万年，仍有恐龙存活者。在 犹他州 圣胡安河的白杨山 砂岩 层（Ojo Alamo Sandstone），发现了 鸭嘴龙科 的包括 股骨 在内的34块骨骼化石，附近有古新世的标准花粉，也得到了古地磁证据的支持。 科罗拉多州 的阿尼马斯组（Animas Formation）含恐龙部分的时代也可能属于古新世。这个发现显示该种恐龙存活到第三纪，接近6450万年前，K-T界线后的100万年。如果这个发现属实，这种鸭嘴龙类将成为幸免存活的演化支。但是有些人研究认为，上述化石可能因为 侵蚀作用 ，而被带离原本的地点，而在较年轻的沉积层中再度沉积。2004年的一项研究表明在中国南雄盆地发现的 鸭嘴龙 化石和蛋化石中发现有第三纪的花粉沉积。
鸟类
大部分古生物学家认为鸟类是唯一存活到今日的恐龙。在鸟类中，除了新鸟 亚纲 以外的原始鸟类在 白垩纪 末灭绝，包含当时相当繁盛的 反鸟亚纲 与 黄昏鸟目 。数个关于鸟类化石的研究显示，在K-T界线以前，鸟类的物种已出现多样化现象，而鸭、鸡、以及 鸵鸟目 的 近亲蟳 已经出现，并与恐龙共同生存。许多新鸟亚纲因为能够 潜水 、游泳、或是在水中与 沼泽 寻找 庇护 地，因此得以在这次灭绝事件中存活。此外，许多鸟类能够逐穴，或生存在 树洞 或白蚁巢中，它们也存活过这次灭绝事件。这些存活下来的鸟类，在灭绝事件后占据许多恐龙的原本 生态位 。
哺乳动物
海尔 河组
所有 白垩纪 的 哺乳纲 主要族系，包含： 卵生 的 单孔目 、 多瘤齿兽目 、 有袋类 、 真兽下纲 、 齿兽 总科 （Dryolestoidea，原始的 兽亚纲 ）、以及冈瓦那兽 亚目 （Gondwanatheria，属于异兽亚纲），都存活过白垩纪-第三纪灭绝事件，但都遭受重大损失。生存在 北美洲 与 亚洲 的原始 有袋类 三角齿兽超科（Deltatheroida）遭到绝种。在北美洲的海尔河组，10种 多瘤齿兽 目中有至少一半成员，以及11种有袋类，都遭到灭亡。
在白垩纪-第三纪灭绝事件的前3000万年， 哺乳纲 开始多样化。白垩纪-第三纪灭绝事件阻碍了哺乳动物的进一步多样化。目前的研究指出，尽管恐龙的消失留下大量 生态位 ，但哺乳动物并未因此爆炸性多样化。一个研究指出，数个哺乳动物的目，在白垩纪-第三纪灭绝事件后不久开始多样化，包含 翼手目 （蝙蝠）、 鲸偶蹄目 （ 鲸目 与 海豚 、以及 偶蹄目 ）；但另一个研究则提出不同看法，认为在白垩纪-第三纪灭绝事件后，只有 有袋类 开始多样化。
在K-T事件以前， 哺乳纲 的体型通常很小，接近老鼠的体型，使它们容易找到 庇护 地。此外，某些早期 单孔目 、有袋类、以及 真兽下纲 是半水生或穴居动物，如同许多现今 哺乳动物 的栖息环境。半水生或穴居哺乳动物可在白垩纪-第三纪灭绝事件造成的环境压力中找到庇护所。
证据
北美洲化石
在白垩纪-第三纪灭绝事件发生前的 地层 ，有相当丰富的 恐龙化石
在北美洲的陆相地层层序中， 马斯特里赫特 阶晚期的丰富孢粉型态与K-T界线后的蕨叶，最能突显两个不同时期地层的差异。
在K-T界线发生前，已知最富含恐龙化石的地层位于北美洲西部，尤其是美国 蒙大拿州 的海尔河组（年代为马斯特里赫特阶晚期）。若与海尔河组与 加拿大 阿尔伯塔省 与蒙大拿州的朱迪斯河组/恐龙公园组（年代较早，约7500万年前）相比较，可得出 白垩纪 最后1000万年的恐龙数目变化。这些 地层 的地理分布有限，仅分布于 北美洲 的部分地区。
在坎潘阶中到晚期的地层中，恐龙的多样性超过其他时期。 马斯特里赫特 阶晚期出现数种大型恐龙： 霸王龙 、 甲龙 、厚头龙、 三角龙 、以及 牛角龙属 ，显示在灭绝事件发生前，这个地区的食物相当丰富。
除了丰富的 恐龙化石 ，植物化石纪录可重建出植物物种的大幅减少，成为灭绝事件的证据。在K-T界线以上的地层，花粉化石证实该时期的优势植物是 被子植物门 ；在交界处的地层，花粉化石很少，主要是蕨叶化石。从K-T界线往上层探索，可以看出花粉化石的数量逐渐增多。在火山爆发后的地区，也可找到这种植物化石的改变模式。
海洋化石
海生 浮游生物 的大规模、迅速灭亡，发生于K-T界线时。早在K-T界线前， 菊石亚纲 已有小规模、缓慢的衰退，可能与 白垩纪 晚期的 海退 有关，其余的属在K-T界线时灭亡。 瓣鳃纲 叠瓦蛤科的大部分物种，在K-T界线前已经逐渐灭亡；同样在白垩纪末期，菊石的多样性也出现小规模、逐渐的衰退。研究显示，在白垩纪晚期的海洋中，已出现数种不同的灭绝模式，发生时间部分交错，这些灭绝模式结束于白垩纪末灭绝事件。
经历时间
关于白垩纪-第三纪灭绝事件的持续时间，长久以来仍处于争议中，因为某些理论认为这次灭绝事件的过程很短（从数年到数千年之间），而其他的理论则认为灭绝的过程持续了长时间。由于不可能找到一个物种的完整化石纪录，所以已灭绝物种的真正灭绝时间，可能晚于最后的化石纪录。因此，灭绝事件的经历时间难以测定。科学家已发现少数横跨K-T界线、带有化石的 地层 ，年代从K-T界线前数百万年，到K-T界线后近百万年。
灭绝原因
关于白垩纪-第三纪灭绝事件的成因，科学家们目前已提出数个理论。这些理论多关注于 撞击事件 ，或是火山爆发，某些理论甚至认为两者都是原因。在2004年，J. David Archibald与David E. Fastovsky试图提出一个结合多重原因的灭绝理论，包含：火山爆发、 海退 、以及撞击事件。在这个理论中， 白垩纪 晚期的海退事件，使陆地与海洋生物群落面临 栖息地 的改变或消失。恐龙是当时最大的脊椎动物，首先受到环境改变的冲击，多样性开始衰退。火山爆发喷出的 悬浮粒子 ，使得全球气候逐渐冷却、干旱。最后， 撞击事件 导致依赖 光合作用 的 食物链 崩溃，并冲击已经衰退的陆地食物链与海洋食物链。多重原因理论与单一原因理论的差别在于，单一原因难以达成大规模的灭绝事件，也难以解释灭绝的模式。
在 墨西哥湾 的一颗巨大的 小行星 撞击现场的新发现已经与 恐龙灭绝 的时间线相吻合，为小行星撞击致恐龙灭绝的理论提供了重要依据。