泥河湾期的地层以由砾石、砂、泥灰岩及粘土构成的河湖相堆积为代表。“泥河湾动物群”由长鼻三趾马、板齿犀、后裂爪兽等典型的第三纪末期的残余种属和象、马、骆驼、野牛、羊等许多近代哺乳动物的属组成。其中有许多是北方型的动物，反映一种比较凉爽的疏林草原环境。泥河湾期地层除分布在横亘于山西、河北两省北部的泥河湾盆地外，在黄河中游的汾渭地堑区等地也有出露。迄今为止,已从这个时期的地层中发现了3个旧石器地点：山西南部的西侯度和位于泥河湾盆地里的小长梁、东谷坨。埋藏环境表明当时人们是沿着湖滨、河岸活动的。

　　公王岭期地层以夹有古土壤的厚层原生黄土（又称“午城黄土”)为代表,标准地点在陕西省蓝田县公王岭。从这里除发现蓝田人头骨化石和石器外，还发现了一个由38种动物组成的“公王岭动物群”，包含一些第三纪的种属，如巨剑齿虎、奈王爪兽等，还有较多的更新世种属，现生种属仅占整个动物群的13％。公王岭动物群中有一批过去未曾在秦岭以北发现过的南方种类，如大熊猫、东方剑齿象、巨貘、中国貘、中国爪兽、毛冠鹿和苏门羚等，它们带有很浓的南方色彩，这表明当时华北的气侯比较温暖、湿润，至少蓝田地区的气侯具有亚热带的特点。公王岭期的人类活动遗迹除蓝田外，还见于山西南部的□河等地。从埋藏环境看，当时人们似乎更多地活动于河谷地带。

　　周口店期的标准地点是北京人遗址,属洞穴堆积。这时黄土堆积在华北广泛形成，地质学上称为“红色土”或“离石黄土”。 周口店动物群由近100种哺乳动物组成，可分成3类：首先是泥河湾期残留的种属,如剑齿虎、居氏大河狸、三门马等；其次是真正的更新世种属，如纳玛象、披毛犀、肿骨大角鹿、中国缟鬣狗、洞熊和杨氏虎等；最后是一些最早出现的现代哺乳动物种，如狼、棕熊和许多小型啮齿类动物。从生态上看，这个动物群所反映的气侯和地理环境非常复杂，但大部分是温带古北界的种类。这表明当时周口店一带的气侯总的来说具有温带特点，和今日华北接近。不过，其间曾发生过多次冷暖、干湿的明显波动，而且气侯的大陆性程度有逐渐加强的趋势。

　　马兰黄土期地层以分布极广的晚更新世马兰黄土和河流的或河湖相的堆积为代表，标准动物群是产自鄂尔多斯高原东南角的河湖相堆积层中的“萨拉乌苏动物群”。它的重要成员有纳玛象、野驴、普氏野马、披毛犀、诺氏驼、马鹿、河套大角鹿、王氏水牛、原始牛和最后斑鬣狗等，多半是适应草原生活的动物，但也有一些喜欢在水边、林边生活。从动物群总的特点来看，华北在马兰黄土期的气侯要比前一时期寒冷和干燥。

　　更新世期间，东北的气侯和华北的差别不大。这可以由近年在辽宁和吉林发现的中更新世哺乳动物群得到证明。在辽宁，还发现了与北京人大体同时的人类化石和文化遗物，表明辽宁地区此时也在早期人类的活动范围之内。从晚更新世起，东北与华北在气侯上的差别越来越明显。这一时期生活在东北的是“猛犸象－披毛犀动物群”，它在成分上与西伯利亚动物群基本相同。像狼、洞熊、猛犸象、普通马、披毛犀、马鹿、大角鹿、野牛、原始牛等，从中国东北到西伯利亚以至欧洲，都有它们的踪迹。这一动物群拥有萨拉乌苏动物群所缺少的猛犸象和东北野牛等种属；森林动物所占比重也大于华北的动物群。这些差异，表明晚更新世东北的气候总的说来是比较寒冷和潮湿的。