在“古新世-始新世极热事件”时期，北极的雨量也比平常要多得多，这或许是因为热带海水蒸发，蒸汽升到空中进入高纬度地带。通过研究5500万年前形成的岩石类型，地质学家发现，干燥的沿海环境也因为海平面的上升被淹没。由于陆地上没有冰可以融化，因此海平面上升的影响不是很大，被水淹没的区域大约就5米高。然而，在一些恶劣情况下，海平面上升可能会造成更严重的灾害。例如，这一时期，曾出现北大西洋的岩浆活动。海洋地壳温度升高，推动岩浆向上运动，使海洋变得更窄，进而又加重海平面上升趋势，如此一来海平面可能升高达30米。对于陆地上的生物而言，“古新世-始新世极热事件”所带来的影响也是深远巨大的。
在怀俄明州，植物范围随着气温的升高，向北推移了数百公里。很明显，针叶树林已经基本上从怀俄明州消失殆尽了，直到“古新世-始新世极热事件”后气温回落，针叶树林才又重现。还有一些植物物种也从热带地区消失了，但是有迹象显示植物多样性事实上整体有所增长。究其原因，可能是因为温暖的气候，以及空气中植物赖以生存的二氧化碳含量的大幅增加。也正是在“古新世-始新世极热事件”时期，统治地球的许多哺乳动物种群，包括马、牛和其它有蹄类动物出现并广泛分布于北半球，原因可能就是因为逐渐变暖的气候环境。但是，这些我们耳熟能详的动物种群的成员变化，又将令我们大吃一惊。内布拉斯加州立大学科学家罗斯-塞科德指出：“有充分证据显示，40%的哺乳动物群在‘古新世-始新世极热事件’时期，体形变得越来越小，并且没有一种动物群体形变大。”事实上，一些哺乳动物体形已经变得很小了。
2012年，塞科德及其同事对始祖马进行过研究，这是一种生活在目前怀俄明州地区的古兽马。根据化石记录显示，在“古新世-始新世极热事件”伊始之初，始祖马的体形非常小，大约重5.6公斤。随着气温上升，始祖马的体形变得越来越小，13万年后一些成年始祖马竟然进化到只有3.9公斤大小，接近于一只家猫的重量。在“古新世-始新世极热事件”之末，随着气温回落，始祖马又开始长大。其它一些食草哺乳动物体形也有所缩小，食肉动物也不例外。塞科德称，这种体形变化可能是遵循了伯格曼定律。伯格曼定律认为，恒温动物在温暖地区体形会相对变小，而在寒冷地区体形会相对变大。但是，伯格曼定律常常被用来解释热带地区生活的动物比高纬度地区生活的动物体形要小，而不是用来解释为何动物会因为全球变暖而生长成不同体形大小。
2013年，密西根大学科学家菲利浦-金格里奇表示，哺乳动物会随“古新世-始新世极热事件”所带来的植物变化而变化。当大气中的二氧化碳水平升高，植物的叶子和嫩芽中的营养会流失，并且变硬不利于食草动物消化。在“古新世-始新世极热事件”期间，这种情况可能导致动物生长速度减慢，食草动物数量减少，结果导致食肉动物捕食体形更小的猎物。南佛罗里达大学科学家彼得-斯特林也就这个问题进行了研究。早在2007年，他就发现，在二氧化碳含量高的大气中，橡树叶中的氮元素含量较低。斯特林总结说：“这样一来，食草动物常常要吃更多的树叶来补充营养。”然而，到目前为止，科学家并没有直接证据证明，食草动物或者以其为生的食肉动物，会因此生长得更慢，并在成年后体形更小。
