Соответствуют новейшему периоду кайнозойской эратемы геологической истории Земли, продолжающемуся и в настоящее время, следует за неогеновой системой (периодом).

Состоит из 2 разделов: плейстоцен и голоцен.

Начало 2,588 млн лет назад. В четвертичной системе (периоде) происходили мощные тектонические движения земной коры, интенсивно проявлялся вулканизм, многократно менялся климат.

На территории РТ присутствуют отложения всех разделов четвертичной системы, их мощность достигает 120 м. Представлены континентальными породами (глинами, песками, галечником и другими), образовавшимися в условиях ледникового, межледникового и послеледникового влажного, временами теплого и сухого климата. Ледник не пересекал северную границу республики.

В отложениях четвертичной системы отмечены остатки пресноводных моллюсков, водорослей, млекопитающих (мамонта, шерстистого носорога, бизона, северного оленя, антилоп и других), споры и пыльца ели, сосны, липы, ивы, полыни, злаковых и других растений степей, лесостепей и полупустынь.

В долине реки Волга (Тетюшский район) обнаружена стоянка человека каменного века, возраст которой около 25 тысяч лет.

В породах четвертичной системы выявлены месторождения полезных ископаемых: нерудные строительные материалы (кирпичные глины, суглинки, пески, минеральные краски), мраморный оникс, сапропель, бурые угли, лечебные грязи; проявления редких металлов.