先カンブリア時代（46億 - 5億4200万年前）
45億4000万年前（±5000万年） - 地球誕生。
太陽系の隕石や月の岩石の生成年代から、この頃、原始地球が形成されたと考えられている。地球の形成は太陽系の形成と進化での説明が詳しい。水、アンモニア、メタンなどの水素化合物が凝集し固体となるのに充分な低温となる主たる恒星からの距離を凍結線と呼び、太陽系の場合、凍結線は約2.7AUであり、小惑星帯の辺りになる。原始太陽系星雲内で凍結線よりも温度の低いところでは、降着による微惑星および惑星の生成が、これらの固体となった粒子によって起こりやすくなる。したがって凍結線は惑星の質を地球型と木星型に分ける境界になる[5]。H2O（水）が昇華する温度がおよそ170Kであり、凍結線の内側ではH2O（水）は水蒸気に、外側では氷になり、そのため凍結線の内側では地球のような岩石の惑星が形成され、その外側には氷の惑星ができる[6][信頼性要検証]。また、地球の形成位置は、後に生命を育むことができる液体の水を保持することができるハビタブルゾーンに位置していた。月の形成時期も、45億5000万年前とされる。月の形成仮説の1つとして、地球に原始惑星が衝突して形成されたとするジャイアント・インパクト説がある。地球が誕生して間もない45億4000万年前から44億4000万年前のマントルに由来する溶岩が、カナダ・バフィン島とグリーンランド西部で見つかったと、米カーネギー研究所の研究チームが2010年8月『ネイチャー』に発表した。地球大気の歴史については、確証は得られていないが、以下のようなことが考えられている。地球が誕生した46億年前頃の原始大気は、主にヘリウムと水素からなり、高温高圧だった。これは現在の太陽の大気と似た成分である。これらの軽い成分は、原始太陽の強力な太陽風によって数千万年のうちにほとんどが吹き飛ばされてしまったと考えられている。やがて、太陽風は太陽の成長とともに次第に弱くなってくる。この頃には、地表の温度が低下したことで地殻ができ、地殻上で多くの火山が盛んに噴火を繰り返していた。この噴火にともなって、二酸化炭素とアンモニアが大量に放出された。水蒸気と多少の窒素も含まれていたが、酸素は存在しなかった。この原始大気は二酸化炭素が大半を占め、微量成分として一酸化炭素、窒素、水蒸気などを含む、現在の金星の大気に近いものであったと考えられている。100気圧程度と濃く、高濃度の二酸化炭素が存在した。地球が十分に冷却されていなかった時期の原始大気には大量の水蒸気が含まれていたと考えられる[7][信頼性要検証]。
44億年前 - 現在、知られている最古の岩石鉱物が現れる。
西オーストラリア州のジャック・ヒルズで発見されたジルコン粒子のうち最古の物（44億400万±800万年前）[8]。ジルコン粒子の中にダイヤモンドが含まれていることが、2007年に明らかになった。このジルコン粒子年代値は、30億年 - 42.5億年前である[9]。
41億年前 - 38億年前 後期重爆撃期には、木星型惑星の移動による重力の釣り合いの変化（太陽系の形成と進化#惑星の軌道の移動を参照）によって、多数の小天体が内部太陽系に侵入し、それ以前の元々小惑星帯にあった物質が枯渇して現在の状態になった[10]。これが引き金となって、月に多くの衝突クレーターが形成され、地球・水星・金星・火星といった岩石惑星も多くの天体衝突を受けたと考えられている。天体衝突に由来する月面の溶融岩石の大部分がこの短い期間に作られたと示されている。
40億年前 - 原始海洋ができた。花崗岩（カナダ北部のアカスタ片麻岩）ができた。プレートができた[11][注釈 1]
古い変成岩に含まれる堆積岩の痕跡などから、43 - 40億年前頃に海洋が誕生したとみられる。この海洋は、原始大気に含まれていた水蒸気が、火山からの過剰な噴出と温度低下によって凝結して、雨として降り注いで形成されたものであった。初期の海洋は、原始大気に含まれていた亜硫酸や塩酸を溶かしこんでいたため酸性であったが、陸地にある金属イオンが雨とともに流れ込んである程度中和されたと考えられている。ある程度中和されると二酸化炭素が溶解できるようになるため、大量の二酸化炭素を吸収していった。地球全体は還元的な雰囲気下にあり、鉄は2価鉄のイオンとして溶解していた。水蒸気が紫外線を受けて光分解することで酸素が生成されてはいたが、2価鉄が3価鉄への酸化により発生した酸素がすぐに吸収されたため、大気中にはほとんど残らなかった。