Около 50-60 милиона години, преди започването на Tertiary Period, обширни океански легени са се простирали от запад до изток през Южна Европа и Централна Азия, свързвайки Атлантическия с Тихия океан. Това е било соленото Tethy Sea. Около средата на Tertiary Period, в резултат от разместването на земната кора, the Tethys Sea било разделено първо от Тихия океан и по-късно от Атлантическия.

Главните размествания на земната кора причиняват появата на планини в Миоцена (от преди 5 до 7 милиона години) и са образувани Алпите, Карпатите, Балканите и Кавказ. В резултат Tethtys Sea се свило и получили разделения в някои от блудкавите басейни. Едно от тях, Sarmatic Sea, се простирало от сегашна Виена до подножието на планините Тян Шян и включва сегашно Черно море, Азовско море, Каспийско море и Аралско море. The Sarmatic Sea било отделено от океана, и постепенно тяхната соленост паднала поради вливането на реки. Предполага се, че солеността на морето била дори по-ниска отколкото в сегашното Каспийско море. Повечето от морската фауна, която била характерна за Tethys Sea изчезнала. Интересно е да се отбележи, че типичните океански животни като китовете, морските крави и тюлените продължили да обитават Sarmatic Sea още дълго време, преди да изчезнат окончателно. 

По време на късния Миоцен и ранния Плиоцен (преди 3-5 милиона години) Sarmatic Sea се свива до размерите на Maeotic Sea. През този период връзката с океана отново се възобновила, солеността се увеличила и морското пространство се заселва с растения и животни. 

В Плиоцена (преди 1,5-3 милиона години) връзката с океана била отново прекъсната, и соленото Maeotic Sea се превръща в почти сладководното Pontian море-езеро. В добавка на това, бъдещите Черно и Каспийско море са стигнали до днешния северен Кавказ. Морската фауна изчезнала от Pontian море-езеро и била заменена от сладководна фауна. В наши дни техен представител все още може да бъда открит в Каспийско море, Азовско море и в региони на Черно море с намалена соленост. Тези видове днес се отнасят за Pontian останки или Каспийска фауна, от тогава най-запазени в намалената соленост на Каспийско море. В по-късната фаза на Pontian земната кора започнала да се издига в северен Кавказ, постепенно изолирала Каспийско море. От този период нататък Каспийско море, от една страна, а Черно море и Азовско море от друга, тръгнали по собствен път, въпреки че временни връзки между тях са се формирали от време на време. 

С началото на Quaternary Period и Ледниковия период солеността и видовата структура на развитието на Черно море продължила да се променя и извън очертанията на морето. По време на късния Плиоцена (преди по-малко от 1 милион години) Pontian Море-езеро се свива до размерите на Chaudian Море-езеро. То имало ниска соленост, било изолирано от океана и обитавано от фауна с Pontian вид. Очевидно, Азовско море все още не е съществувало. 

Когато ледът започнал да се топи в късния Mindel (Elsterian) Glaciation (преди около 400 000-500 000 години), Chaudian Море-езеро започва да се пълни с топящи се води и се обръща в Paleoeuxian басейн. Тези очертания приличат на съвременно Черно море и Азовско море. На североизток то било свързано с Каспийско море чрез Kumo-Manych-та падина, а на югозапад с Морето на Marmara чрез Босфора. По това време, Морето на Marmara било изолирано от Средиземно море, което имало голям ефект върху намаленото ниво на сол. Животинския свят на Paleoeuxian басейн бил от Pontian вид. 
 

The Riss-Wurm Interglacian Period (преди 100 000-150 000 години) бил вестител на нов период в историята на Черно море. Следвайки отворът на Дарданелите за първи път от формирането на Tethys Sea, бъдещето Черно море започнало да се свързва със Средиземно море и Световния океан. Така наречения Karangat Басейн или Karangat Sea било формирано, с по-висока соленост от сегашното Черно море. Различни представители на растенията и животните били въведени в него чрез океанската вода. Те заели по-голяма част от басейна, измествайки сладководните и Pontian видове в заливите, крайбрежните езера и речните естуари с намалена соленост. Обаче, този басейн претърпява промени. 

Преди около 18 000-20 000 години Karangat Sea било заместено от Neoeuxinian Lake-Sea. Това съвпада с края на последния Wurm Glaciation. Морето било напълнено със солена вода. Още веднъж то загубило връзката с океана и нивото на солта драстично спаднало. The halophilic океански растения и животни също изчезнали, докато Pontian видове оцелели на трудните Karangat period в лиманите и речните естуари, където са се укрили и все още заемат цялото море. 

След приблизително 10 000 години басейнът навлязъл в текущата си фаза и съвременното Черно море било формирано. Всъщност, думата "съвременно" в този случай не означава, че морето било същото, каквото е днес. В началото, от около преди 7 000 години (въпреки че някои специалисти смятат, че е даже по-късно, от преди около 5 000 години), била създадена връзка със Средиземно море и Световния океан посредством Босфора и Дарданелите. Постепенно солеността на Черно море паднала и се смята, че преди около 1000-1500 години солеността станала подходяща, за да приюти голям брой Средиземноморски видове. Днес около 80 % от Черноморския животински свят са Средиземноморски заселници (имигранти). The Pontian организми отново се движат в заливите и лиманите с ниско съдържание на сол, както е станало по времето на Karangat басейн.