Het Kenozoïcum is een era van de geologische tijdschaal, dat de periodes Paleogeen, Neogeen en Kwartair omvat. De Paleogeen en Neogeen periodes worden samen nog vaak als de Tertiair periode aangeduid, en deze oude, maar meer bekende geologische conventie zal ik hier blijven volgen. De meeste geologische lagen, dicht aan de oppervlakte in het Winterswijkse, dateren uit de Tertiair periode en hebben een grotere invloed op het landschap gehad dan de lagen uit het Mesozoïcum era. De verschillen in weerstand, die de diverse tertiaire afzettingen boden tegen erosie en verwering, hebben in grote lijnen het reliëf van het huidige Winterswijkse bepaald of op z'n minst beïnvloed. De Tertiair periode sluit aan op de massa-extinctie aan het einde van de Krijt periode, 66 miljoen geleden, en loopt tot aanvang van de Kwartair periode 2,5 miljoen jaar geleden.

De Kwartair periode begint 2,5 miljoen jaar geleden en heeft de grootste invloed op het huidige landschap gehad. Meer dan 95% van het Nederlandse landoppervlak wordt bedekt door lagen van kwartaire ouderdom. Gedurende de Kwartair periode is er sprake van een groot aantal ijstijden of glacialen, d.w.z. koude periodes (glacialen) waarin met name op het noordelijk halfrond vaak grote ijskappen ontstonden. De glacialen werden afgewisseld met zgn. interglacialen (relatief warme intervallen tussen twee ijstijden), waarin het ijs zich weer terugtrok.

Vulkanisme is een totaal ander fenomeen, dat relatief dicht bij Winterswijk, in het Tertiair en Kwartair voorkwam. Gedurende twee tijdsintervallen, in het Tertiair van 40 tot 20 miljoen jaar, en in het Kwartair van 700.000 tot 11.000 jaar geleden (begin Holoceen) kwam er intensief vulkanisme voor in een gebied in de Duitse Eifel tot aan de stad Bonn, hemelsbreed slechts 150km verwijderd van Winterswijk. Het Zevengebergte, aan de oostzijde van de Rijn, net onder Bonn, is opgebouwd uit zo'n 60 eruptiecentra, waarin magma in de kraterpijpen is blijven steken. Na verwering en erosie is meestal alleen de basaltprop in de pijpen bewaard gebleven. Dit heeft het Zevengebergte de karakteristieke kegelvormige bergen opgeleverd. Het tertiaire vulkanisme in de Eifel was veel minder explosief dan het meer recente kwartaire. De uitbarsting van de Lachersee vulkaan, 12.900 jaar geleden, en hemelsbreed 200km ten zuiden van Winterswijk was bijzonder gewelddadig. De vulkaan wierp ca. 6km3 gesteente en lava uit, voordat de aardkorst inzakte en het huidige kratermeer ontstond. De eruptiezuil bereikte een hoogte van 35km en moet bij Winterswijk zichtbaar zijn geweest. Hogere luchtstromen transporteerden de asdeeltjes zover als Italië en Scandinavië, waar dunne lagen met o.a. vulkanisch glas (obsidiaan), afkomstig van de Laachersee eruptie, worden aangetroffen. Deze laagjes zijn tot nu toe niet in Winterswijk aangetroffen. Het kwartaire vulkanisme in de Eifel wordt momenteel als "slapend" beschouwd en toekomstige vulkanische activiteit in de Eifel valt niet uit te sluiten.

Grofweg gezegd liggen er oostelijk van Winterswijk, in de buurtschappen Huppel, Ratum en Kotten, veel lagen van mesozoïsche ouderdom dicht onder het maaiveld, terwijl dat in de andere buurtschappen voornamelijk lagen van tertiaire oorsprong zijn. In het gebied rond Winterswijk bestaan de tertiaire afzettingen voor een groot deel uit lagen "taaie" klei, die over grote afstanden in de ondergrond zijn te volgen. Bijna altijd worden tertiaire en oudere mesozoïsche lagen afgedekt door decimeters tot enkele meters dikke lagen van kwartaire ouderdom, zodat ook van de tertiaire lagen niet erg veel aan de oppervlakte te zien is. De erosie gedurende het Kwartair, in combinatie met de relatief dunne kwartaire bedekking van het landschap, hebben echter de topografie, die ontstond tijdens het jongste Tertiair tijdvak (Plioceen), niet volledig gewist, hetgeen wordt toegelicht in de pagina Kwartair.
In het algemeen worden de kenozoïsche lagen naar het westen toe steeds dikker. Dit wordt veroorzaakt door de gestage opheffing van het Oost-Nederlands plateau en daling van het westelijk hiervan gelegen Noordzeebekken, waardoor geërodeerd verweerd bodemmateriaal van het hoger gelegen plateau door rivieren in een rivierendelta en ondiepe zee ten westen van het plateau werd gedeponeerd. Het toenemende gewicht van het gedeponeerde materiaal droeg bij aan de verdere daling van het Noordzeebekken.

De volgende etappe in de reis door de tijd is de Tertiair periode.