白垩系是中生代最后一个纪——白垩纪期间形成的全球性岩石地层单元，其名称源于西欧海相地层中广泛发育的白色碳酸钙沉积（拉丁语Cretaceous）。国际上将白垩系划分为下白垩统（贝里阿斯阶至阿尔布阶）和上白垩统（塞诺曼阶至马斯特里赫特阶）共12个阶，中国境内除西藏、新疆等地保留海相沉积外，东北地区发育火山碎屑岩与含煤/油层系，西北内陆多见杂色砂砾岩，贵州北部则构成丹霞地貌基底的紫红色砂砾岩。该地层中赋存大庆油田、东北煤田等重要矿产资源，其火山岩地球化学特征为研究板块俯冲机制提供关键证据。

比利时地质学家J.-B.-J.奥马利达鲁瓦于1822年基于巴黎盆地特征性白色碳酸盐沉积，首次建立白垩系地层单元。

全球标准分层包含12个阶，其中下白垩统涵盖贝里阿斯阶至阿尔布阶（约1.45亿-1.005亿年前），上白垩统包括塞诺曼阶至马斯特里赫特阶（约1.005亿-6600万年前）。中国陆相白垩系与海相标准层序对比存在争议，特别是侏罗系-白垩系界线划分尚未完全统一。

海相地层以西欧白垩沉积和西藏珠穆朗玛峰地区灰岩为代表，含黑色页岩层反映白垩纪中期频繁的海洋缺氧事件。陆相沉积在中国表现各异：

黑龙江伊春北部美丰组火山岩锆石定年显示形成于（105±1.5）Ma（早白垩世晚期），具高钾（K2O/Na2O比1.45）、富碱（Na2O+K2O平均6.94%）、低钛（TiO2平均1.14%）特征，地球化学指纹指示其源于西太平洋板块低角度俯冲引发的地幔熔融，为板内拉张环境产物。

白垩系地层蕴含多种重要矿产：