Het Krijt (145,5-65,5 miljoen jaar geleden) is de laatste periode in het Mesozoïcum. Het Krijt kan worden onderverdeeld in twee subperiodes, Vroeg Krijt (145,5-99,6 miljoen jaar geleden) en het Laat-Krijt (99,6-65,5 miljoen jaar geleden). De laatste periode van het Laat-Krijt is genoemd naar Maastricht en heet het Maastrichtien (70,6 tot 65,5 miljoen jaar geleden). In deze periode was er waarschijnlijk een groot aantal vulkanen in het huidige India te vinden die door de enorme uitvloeiing van basalt voor een klimaatverandering zorgden. Dit werd volgens een theorie van Walter Alvarez nog versterkt door de inslag van een meteoriet bij Chicxulub in Mexico. De inslagkrater hiervan heeft een doorsnede van 30 kilometer. Door de inslag verduisterde de zon weken- of maandenlang, verzuurden de oceanen en heersten wereldwijd gigantische stormen en vloedgolven. Bij deze inslag kwam het tot een massaal uitsterven van dinosauriërs, pterosauriërs, plesiosauriërs, mosasauriërs, ammonieten en allerlei andere groepen. De vogels en zoogdieren overleefden dit wel. De grens waarop het Krijt aan het Tertiair (tegenwoordig Paleogeen genoemd) grenst bestaat uit een modderige laagje klei, dat tussen de kalksteenlagen in ligt. De Krijt-Tertiair grens (KT-grens) is onder meer te vinden in de Geulhemmergroeve.
Tijdens het Krijt brak Pangea steeds verder open. Aan het begin van het tijdperk lagen de continenten nog redelijk dicht bijeen, maar gaandeweg kwam er steeds meer ruimte. Tussen Europa en Afrika aan de oostzijde en Noord en Zuid-Amerika aan de westkant ontstond de Atlantische oceaan. Het oude continent Gondwana viel uiteen in de continenten India, Afrika, Antarctica en Zuid-Amerika. Door de grote hoeveelheden nieuwe oceanische korst die in het krijt ontstonden lag de zeespiegel relatief hoog. Dit betekende dat de randen van de continenten vaak onder water stonden, zoals ook in West-Europa het geval was. Door de hoge zeespiegel waarin veel sedimentatie plaatsvond en het relatief jonge gesteente is er veel materiaal uit het Krijt bewaard gebleven. De meeste gesteentelagen uit het Krijt bestaan wereldwijd voornamelijk uit dikke lagen kalksteen die in zee is afgezet. Naar het krijt gesteente, waarvan onder meer schoolkrijt gemaakt wordt, is deze geologische periode genoemd. Krijt is een zeer fijn sediment van algenkalkskeletjes die in een warme, rustige zee waren afgezet. In de ontwikkeling van de fauna is de enorme verspreiding van de dinosauriërs van belang. Op het land ontwikkelden zich in deze periode de eerste primitieve bloeiende planten.
De kalksteen uit het Krijt wordt in Zuid- Limburg vaak ten onrechte mergel genoemd. Hierbij onderscheiden we drie hoofdgroepen: de Gulpener kalksteen, de Maastrichter kalksteen en de Kunrader steen.
Akense groenzanden.
Daarnaast werden er twee soorten zand afgezet. In de kustmoerassen ontstonden kleilagen waarin nog plantenresten zaten. Waar de zee de duinen wegspoelde werd het zand over grote oppervlakten verspreid. Dit zijn de zogenaamde Akense zanden. Hierin worden ook regelmatig boomstammen gevonden. Deze zijn afkomstig van ontwortelde bomen die als drijfhout ronddreven en als verkiezeld fossiel bewaard gebleven zijn.
Vaalser groenzand.
Toen steeds meer land door een ondiepe zee overspoeld werd werd zand afgezet met een groene kleur. Deze kleur is afkomstig van het mineraal glauconiet. In deze Vaalser groenzanden zijn de oudste resten van Mosauriërs gevonden. Daarnaast leefden er schelpen, slakken, inktvisachtigen en stekelhuidigen.
Gulpense kalksteen.
De Gulpener kalksteen werd afgezet in een heldere, ondiepe, subtropische zee met zeelelies en vele soorten zee-egels. In het nog wat koude water leefden vooral inktvis-achtigen.
Maastrichtse kalksteen.
De zogenaamde Maastrichtersteen, wat een betere benaming is, werd afgezet in een ondiepe (tot 40 meter), subtropisch- warme, heldere, biologisch-productieve zee. Deze afzetting vond plaats in het rustigere, zuidwestelijke deel van de Krijtzee. Het neerslaan van kalk rond wieren en deeltjes van kalkskeletjes levert sediment, waarin vrijwel geen zand of klei te vinden is. De kalkpartikels werden door de golfbeweging vergruisd en door zeestromingen gesorteerd, zoals dit ook met gewoon zand zou zijn gebeurd. Door de onregelmatige vorm van de kalkpartikels, de beperkte mate van cementatie op de puntcontacten, de afwezigheid van slib dat de poriën zou kunnen opvullen de geringe bedekking met een jonger sediment, is het gesteente zeer poreus en ongecompacteerd gebleven. In deze zeeën leefden zee-egels in gebieden waar de zeebodem gekenmerkt werd door weiden van zeewier. Ook kwamen er oesterbanken en zandplaten vol kalkkokerwormen voor, waarvan de resten veel in de Sibbersteen te vinden zijn. Het voorkomen van kokerwormen en zeelelies wijst erop dat deze lagen gevormd werden in wat dieper, helder water. Daarnaast leefden er zeegrassen, foraminiferen, sponzen, koralen, weekdieren, brachiopoden, mosdiertjes, stekelhuidigen, kreeften, zeeschildpadden en vissen de zeeën. De grootste vleeseters waren, naast de haaien, de Mosasauriërs. Opvallend is het voorkomen van vuursteen (ook wel silex geheten) tussen de kalklagen. Dit gesteente heeft meestal een grijze en soms ook een beige-bruine kleur. De klompen waarin vuursteen wordt afgezet worden concreties genoemd. In het Laat-Krijt werden zeer vormenrijke concreties afgezet die variëren van langwerpige platen tot geweivormige stenen. Vuursteen bestaat uit cryptokristallijn siliciumdioxide en veel water (dat er in vast zit). Vuursteen is erg hard dat waarschijnlijk vooral is gevormd in graafgangen van kreeftachtigen. Het gesteente heet vuursteen omdat als men het gesteente op ijzer of pyriet slaat er vonken vanaf komen. Hiermee kan men met een droog, brandbaar materiaal (bijvoorbeeld een stuk katoen of gedroogd mos of tonderzwam) vuur maken. De vonken ontstaan doordat kleine ijzerdeeltjes gaan gloeien als ze spontaan in de lucht oxideren. Bij deze reactie komt dan veel warmte vrij.
In de prehistorie werd vuursteen ook veel gebruikt voor het maken van werktuigen. Vuursteenmijnen zijn onder meer te vinden in het Savelsbos en in Valkenburg nabij de voormalige bierbrouwerij De Leeuw. De vuursteenmijnen bij Rijckholt zijn tussen 3950 en 2650 voor Christus in gebruik geweest om vuursteen voor wapens en gebruiksvoorwerpen te maken.
Kunrader kalksteen.
In het noordoosten van Zuid-Limburg, met name in de buurt van Heerlen en Voerendaal is de Kunrader kalksteen te vinden. Deze is afgezet in de nabijheid van de kust. Vaak zijn er afbraakproducten te vinden die wijzen op de nabijheid van het land waaronder zand, klei en zelfs kleine stukje steenkool. Ook komen er slangsterren als fossiel voor. Dit wijst op een onrustig milieu waar het water door de vele sedimentatie troebel en ondiep was.