地壳
目前世界上最古老的岩石分布区是了解地壳早期面貌的物质基础。这些古老的岩石分布的面积相当有限，大致在南非、波罗的海沿岸、澳大利亚西部、西伯利亚、中国华北、北美大湖区等地。它们组成陆地的核心，从地壳构造角度看，称之为地盾，也有人认为这就是最早的板块，称为陆核。它表示地壳最稳定的部位。这些陆核或地盾上的岩石，几乎全由基性、超基性火山岩、酸性花岗岩类以及深度变质的沉积岩组成。
地球的历史约为46亿年，从地球的诞生到岩石圈、水圈、生物圈和大气圈的形成，用了约8亿年的时间；从生物大量的出现至今，大约历时5.7亿年；在此两段时间之间，还有32.3亿年，这段时间根据生物演化特点，又分为太古代和元古代两个时期，合称前寒武纪。
太古代的陆壳增长大致通过三个时期的地壳运动来实现。第一次约发生在距今35亿年前，在西伯利亚的阿尔丹地盾和阿纳巴尔地盾上发生，构成世界上最早的稳定地块。第二次地壳运动的时间发生在31亿年~29亿年前，见于波罗的海沿岸、澳大利亚西部、北美大湖区及南非等地。第三次地壳运动发生在距今25亿年前后，这是一次颇为强烈、影响很大的地壳运动，并使当时有限的沉积岩层发生变质作用。中国的冀东、辽东都深受影响，构成中国最古老岩石的所在地。通过这次运动，地球的历史已进入到25亿年前，也宣告太古代的结束。
进入元古代，虽然前期形成的古陆核仍继续存在，但面积还很小，而且彼此之间呈分离状态，象海洋中孤立的岛屿。构成“岛屿”的古陆核虽然开始处于稳定的地壳环境中，但构成“海洋”的其他地壳却仍是活动性很强，只是比太古代时有些减弱。到了距今约20亿年前后，出现了一次遍及全球的造山运动，比较大面积的稳定区出现了，地壳上强烈的火山运动也暂告一段落。在中元古和晚元古代时期，由于地幔的热力运动使它产生顶托与拉张作用。大陆地壳不断增厚，地壳运动以板块方式进行，发生分裂、漂移、并接等现象。太古代的陆核经过早元古代的造山运动使之扩大，有些还相互连接起来。
在距今14亿年~8亿年前这段时间里，世界各地在不同时段内，发生过一些规模不同的地壳运动，随后趋向稳定。至此，自地球形成以来的强烈地壳运动终于告一段落。
环境
在距今40亿年~35亿年的太古代早期，原始水圈的水量不多，理由是发现当时的沉积岩只是个别现象。在这种少水、空气成分又不利于生物生存的环境里，当然缺乏生物。所以早期太古代地层中至今尚未找到较清楚的生物化石遗迹。
到了距今35亿年~30亿年前的太古代中期，已有化石发现，而且沉积岩的数量与分布范围均有所扩大，由此可见这时的水圈分布已比较广泛。
到了距今30亿年~25亿年的太古代晚期，水圈又有所扩大，氧气开始增多，在距今27亿年的地层中发现原始藻类化石。
到了早元古代，大气圈基本上还没有消失火山大气的特点，只是由于藻类的出现，植物的光合作用有所加强，还原性的大气由此可以进行氧化作用。
进入中元古代，气圈、水圈、生物圈都有明显的变化，大气中的含氧增加了，开始有利于生命的发育和成长。
到了晚元古代，火山作用明显减弱，大气中的含氧量可以获得较多的积累。在距今6亿年~7亿年前的这段时间里，生物突然繁荣，其门类与数量之多都达到空前的程度。
就气候来看，距今6.5亿年~7.5亿年时，曾有世界性的冰川出现，分布面积很大，这是地球上首次出现冰期。有意思的是，在冰川沉积层中也见到有非冰川的、属于温暖气候下的沉积物，可见到时已有冰期与间冰期的变化。