L’ère quaternaire est marquée par un refroidissement général. Certes, les glaciers alpins n’affectent pratiquement le haut cours de la Durance que jusqu’en aval de Sisteron mais la végétation de style toundra et, surtout, le gel alternant avec des périodes plus tempérées contribuent à modifier l’aspect des reliefs installés précédemment. La pierre des montagnes éclate, se transforme en éboulis instables comme on en trouve, aujourd’hui encore, au sommet du mont Ventoux.
Autre effet secondaire de la glaciation, de petits fleuves glaciaires franchissent les chaînes côtières, aux endroits de faiblesse relative ou de rupture tectonique, et creusent la roche en dévalant vers la mer, dont le niveau est inférieur à celui que nous connaissons. Ainsi se forment des vallées encaissées dont une partie seulement émerge aujourd’hui, les calanques. La Durance, de son côté, se jette alors directement dans la Méditerranée en formant delta dans la Crau. Mais le seuil de Lamanon, par lequel elle se faufile difficilement, à l’est des Alpilles, se comble; c’est ainsi que la Durance doit opter pour l’étrange cours qui est le sien désormais et qui, obliquant nord-ouest à partir de Mallemort, rejoint le Rhône au sud d’Avignon.
Le Rhône, lui, charrie des tonnes d’alluvions et, grâce au retrait relatif de la Méditerranée, entreprend de combler son delta. Ainsi se forme la Camargue dont le littoral, aujourd’hui encore, subit d’importantes modifications, accroissement de la bande de sable à la pointe de Beauduc et à l’ouest du delta, en regard d’Aigues-Mortes, d’une part, grignotement des terres en face des Saintes-Maries, d’autre part.
A noter qu’à l’est de la Provence, dans les collines qui dominent l’actuelle Menton, un nouveau mammifère a fait son apparition. L’horloge du monde indique «moins 2 500 000 ans». Cet étrange animal se tient sur les pattes arrière et présente la particularité de se servir d’outils. Mais ça, c’est une autre Histoire.