Pleistosen'in başlangıcında, kıtalar bugünkü konumlarına yerleşmişlerdi. Kuzey Amerika kuzeybatıdan doğu Asya'ya Bering Kara Köprüsü ile bağlanmıştı günümüzde Alaska ve Sibirya'nın neredeyse birleştiği nokta Kuzey ve Güney Amerika, Panama Kıstağı ile birbirine bağlanmıştı, Yok olan türler dışında, Pleistosen türleri günümüzde onların devamı olarak yaşayan canlılara çok benzer ya da ayırt edilemez derecede yakındır.
Üç milyon yıl önce, küresel sıcaklıklar düşmeye başladı ve Pleistosen sırasında da 100/XX) yıl boyunca şiddetli ısı dalgalanmaları yaşandı. Isı düşmeye başladığın da, yüksek enlemlerde 2 kilometre kalınlığındaki kıtasal buzullar oluştu. Havaların ısındığı dönemlerde ise geri çekildiler.
En az dört büyük ve pek çok ufak buzul ilerlemesi oldu. En yakın zamanda olan buzul tabakası, (Kuzey Amerika'da VVisconsin ve Avrupa'da Riss-Würm olarak bilinir) maksimum büyüklüğüne 18,000 yıl önce ulaştı, Daha sonra, 15,000 ile 8000 yıl önce de tekrar eridi. Buzul dönemlerde deniz seviyesi bugünküne oranla 100 metre kadar düştü. Bu düşüş sayesinde kıtaların görünmeyen kısımları ortaya çıktı, bu sayede kıtaların uçları bugünkü sınırlarını aşarak, pek çok ada parçasını yakındaki kara kütlelerine bağladı (örneğin Japonya, Asya'nın yanmadasıydı, Yeni Gine Avustralya'ya bağlıydı, Malay takımadaları ise Güneydoğu Asya'nın bir uzantısıydı; Ekvator bölgelerindeki ısı bugünkü kadar yüksekti yani enlemler arası ısı farkı bugüne göre çok daha fazlaydı. Buzul dönemlerinde küresel iklim genellikle daha kuruydu. Böylelikle nemli ormanlar sadece ufak alanlarla kısıtlı kalırken, çayır alanları büyüdü ve gelişti. Buzul dönemleri arasında ise iklim yumuşadı ve genellikle de bol yağışlı oldu.
Bu olaylar, canlıların dağılımını çok büyük ölçüde etkiledi (Bölüm 6). Deniz seviyesi düştüğünde, pek çok karasal hayvan şimdi yalıtılmış olan kara parçaları arasında gidip gelmeye başladılar. Örneğin, mamutlar, bizon ve insanlar için, buzsuz Bering Kara Köprüsü, Asya'dan Kuzey Amerika'ya bir geçiş yolu olmuştu. Buzul dönemlerinde türlerin dağılımı düşük enlemlerde, ara buzul dönemlerinde ise yüksek enlemlerde yoğunlaşmıştı. Bu sayede tropikal türler bugünkü sınırlarından daha geniş alanlara yayıldılar. Buzul dönemlerinde, Bî, su aygırı ve aslan taşılları ara buzul dönem kalıntıları arasında İngiltere'de bulunurken, ladin, misk sığın gibi arktik canlılarda da Amerika Birleşik Devletlerinin güneyini mekan edinmişlerdi. Pek çok tür geniş alanlar boyunca yok oldular. Örneğin Pleistosen dönemim de İngiltere'de görülen böcek türleri şimdi Kuzey Afrika ve doğu Sibirya'nın ücra köşeleriyle sınırlıdır (Coope 1979). Düzenli bir şekilde geniş alanlara dağılan pek çok tür, buzul dönemlerinde uygun koşulların bulunduğu sığınaklarda yalıtılmış olarak kaldılar. Böyle yalıtılmış toplumlar bazen genetik ve fenotipik olarak o kadar çok çeşitlendiler ki, yeni türler haline geldiler. Toplumların dağılımındaki sık değişimler ve buna bağlı olarak toplumların birbirine karışması, çoğunun farklı tür haline gelmesini engellemiş olabilir. Bazı durumlarda, toplumlar kendi türlerinden yalıtıtılarak buzul sığınak bölgelerinde kaldılar. Buna rağmen, yaklaşık son 8000 yıl önce, pek çok tür bulundukları bir ya da birden fazla sığınak bölgesinden çok geniş alanlara yayıldılar ve bugünkü dağılımlarını oluşturdular.