Se cree que el PETM fue causado por una liberación masiva de gases de efecto invernadero, posiblemente de erupciones volcánicas o la liberación de metano del fondo del océano. Este rápido calentamiento tuvo un profundo impacto en la vida en la tierra, lo que provocó extinciones, cambios en las comunidades vegetales y animales, y el surgimiento de nuevas especies, incluidos los antepasados de los mamíferos modernos.
Si bien el PETM no es el comienzo absoluto de la era cenozoica, marca un cambio significativo en el clima y el entorno de la Tierra en la que vivimos en la época en la que vivimos hoy.