L’ère tertiaire est marquée par une double mutation du vieux socle hercynien formant continent des Pyrénées à la Sardaigne: soulèvement d’abord, affaissement ensuite. Ce double mouvement conditionne l’ensemble du relief provençal. Lors du soulèvement par les plissements, déchirures, chevauchements qui affectent la couche sédimentaire souple recouvrant ce socle. Lors de l’affaissement par de nouvelles cassures et, surtout, par l’inversion du réseau hydrographique qui, coulant jusque-là, en direction du nord, se réoriente au sud vers la Méditerranée, qui s’est formé à l’emplacement du vieux socle hercynien effondré.
Les reliefs définitifs se mettent en place (Lure, Ventoux, Lubéron, Alpilles) tandis que, malgré le refroidissement général de la fin du secondaire, le climat reste plus que tempéré (22° de moyenne, ont estimé des spécialistes). Les oiseaux, apparus sur terre au milieu du secondaire, ne commencent à peupler la Provence qu’au début du tertiaire. Ils sont bientôt rejoints par de nombreuses variétés d’insectes butineurs, profitant de la prolifération de plantes à fleurs, ainsi que par des iguanes, caméléons, serpents, et par un très grands nombre de mammifères, toute cette faune occupant en quelque sorte le terrain laissé vacant par la disparition des dinosaures.