第四纪是地球历史上地形最复杂，气候波动最频繁，陆地最为分散的时期，因此这个时期的生物分布在区域上的分异也是最大的时期。这种分异在第四纪并不是一成不变的，而是随着气候、地形等环境因子的变化而不断地发生着演变，并逐渐演化到现今的状态。
1. 早更新世
在上新世，我国的地形比较平坦，青藏高原也只有 1000m 左右，东部的华夏山脉已被夷平，大小湖泊广泛发育，全区基本上受热带和亚热带气候控制，因此该时期南、北红土都很发育。当时广布境内的三趾马动物群遍及我国各地。这时中国东部和西南地区气候炎热而湿润，为常绿落叶阔叶林-草原景观，而西北地区尽管气候炎热，但比较干旱，以稀树草原为主。
到了第四纪的早期，由于气候变冷，青藏高原的隆起，冬季风加强，我国生物分布状况也发生了改变。曹伯勋(1989)曾将我国第四纪生物地理分为北方生物区和南方生物区，并进一步划分出 8 个省(北方生物区 5 个，南方生物区 3 个)。这种划分更符合现今的状态，但与早更新世的生物地理还是存在差别。就北方地区而言，这时的太行山还比较低矮，秦岭也不高，华北、东北和黄土高原的环境差别不大，长鼻三趾马-真马(三门马)动物群分布区内，属于北亚热带到温带气候，生长着落叶阔叶林-草原植被。
南方地区气候比北方地区要炎热和湿润，大熊猫-剑齿象的早期类型广泛分布，主要的成员是前东方剑齿象、中国犀、貘、大熊猫、巨猿等，喜暖湿的动物比长鼻三趾马-真马动物群丰富得多，常绿阔叶林广泛发育。尽管这个时期的南、北方动物群存在差异，但它们之间的界线还是比较模糊的，很难用秦岭-大别山来作为它们的分界线，如果存在这样一条界线的话，也比现今的位置偏北。
2. 中更新世
由于在早更新世晚期到中更新世初期的强烈降温，青藏高原快速隆起进入冰冻圈，秦岭-大别山以及太行山的升起，长江和黄河的贯通，我国的生物地理格局发生了明显的变化。青藏高原出现了多年冻土，冻土地貌和冰川地貌发育，气候非常寒冷，植被为高寒的草原-草甸-针叶林，动物群也是适应比较寒冷气候的组合。
华北地区以暖温带气候为主，周口店动物群中绝大多数为古北界的类型，含少量的东洋界分子，这表明当时气候比现今温暖，尤其在中更新世中期，华北地区非常温暖湿润，曾发育红土。植被中有山核桃、山毛榉等，但建群植物是温带的栎、榆、鹅耳枥以及松、桦等，呈现出温带森林草原景观。西北地区进一步干旱，离石黄土的粒度比午城黄土粗，表明冬季风作用增强，使得草原扩展和森林缩小。
秦岭-大别山这条地理界线在这个时期已变得清晰了，南方与北方动物组成的差异也显而易见。秦岭-大别山以南地区气候温暖而湿润，网纹红土发育，东方剑齿象、中国犀、巨貘、大熊猫、竹鼠等在区内广泛分布。长江流域为亚热带常绿落阔叶针叶混交林，向南到南宁—广州一线以北为亚热带常绿落阔叶林，该线以南为热带、亚热带常绿阔叶林，海南岛和南海诸岛为热带雨林。
3. 晚更新世
在晚更新世早期(末次间冰期)气候温暖，但在晚期(末次冰期)气候急剧变冷，我国的环境发生重大变化。在青藏高原，出现大面积的多年冻土，冻土地貌非常发育，东北地区也出现了苔原环境，甚至在华北地区出现了冰缘环境。猛犸象-披毛犀动物群广布东北地区的多年冻土带，向南扩展到华北地区。暗针叶林从高山下移到华北平原，在北京到山东的平原区出现了暗针叶林。海平面大幅度地下降，渤海、黄海、东海露出海面而成为陆地，华北地区的动物群曾游移到澎湖列岛。
秦岭-大别山以南地区也受降温的影响，大熊猫-剑齿象动物群向南收缩，一些成员个体增大以适应变冷的气候，云贵、华中和华南山地植被带中的北温带针叶林树种比例有所增加，甚至在云贵高原的一些河谷盆地中出现了纯针叶林(冷杉、云杉林)。
4. 全新世
这个时期的环境特征和生物地理区系与现今差不多。华北平原地区为落叶阔叶林，山地为落阔叶针叶混交林。西北地区为干旱的荒漠草原、稀树草原，在山地有少量的针叶林。青藏高原为高寒的荒漠草原、草甸植被。我国南方地区则是亚热带、热带常绿阔叶林，以及热带雨林，在高山上(2600 ～2900m)为阔叶针叶混交林，在 4000m 以上的山地为灌丛和草甸植被。
但在全新世中期的大暖期，南方动物群的一些分子可达华北的南部，在殷墟遗址中发现了象、貘、水牛、竹鼠等东洋界的成员，不过大暖期过后，象已退到云南的南部，貘则迁出中国境内。
思考题
1)利用孢粉恢复第四纪植物群应注意哪些问题?
2)第四纪哺乳动物群划分的主要依据有哪些，其在第四纪地层和古环境研究中的作用是什么?
3)影响人类进化的主要因素有哪些?
4)石器的出现对人类进化的意义是什么?
5)青藏高原隆起过程对中国第四纪生物演化有哪些影响?
6)“北京人” 用火的意义何在?
7)中国南方和北方哺乳动物群的差异和交流说明了哪些问题?