150億年前宇宙誕生（科學家依據某些證據推測），奠定了地球產生的物質基礎。地球作為一個行星起源於46億年前的原始太陽星雲。

此後，地球係統由簡單到複雜，各個組成部分的演化既相互聯係又相互影響。地球係統的運動及其帶來的地貌變遷、生命現象和生命活動共同構成地球的曆史。

關於太陽係的形成，一類認為太陽係是一次激烈的偶然突變而產生的，即災變說觀點。

另一類則認為太陽係是有條不紊地逐漸演變成的，即演化說觀點。

對地球起源和演化的問題進行係統的科學研究始於十八世紀中葉，至今已經提出過多種學說。一般認為地球作為一個行星，起源於46億年以前的原始太陽星雲。地球和其他行星一樣，經曆了吸積、碰撞這樣一些共同的物理演化過程。

形成原始地球的物質主要是星雲盤的原始物質，其組成主要是氫和氦，它們約占總質量的98%。

此外，還有固體塵埃和太陽早期收縮演化階段拋出的物質。

在地球的形成過程中，由於物質的分化作用，不斷有輕物質隨氫和氦等揮發性物質分離出來，並被太陽光壓和太陽拋出的物質帶到太陽係的外部，因此，隻有重物質或土物質凝聚起來逐漸形成了原始的地球，並演化為今天的地球。

水星、金星和火星與地球一樣，由於距離太陽較近，可能有類似的形成方式，它們保留了較多的重物質；而木星、土星等外行星，由於離太陽較遠，至今還保留著較多的輕物質。

關於形成原始地球的方式，儘管還存在很大的推測性，但大部分研究者的看法是：

即在上述星雲盤形成之後，由於引力的作用和引力的不穩定性，星雲盤內的物質，包括塵埃層，因碰撞吸積，形成許多原小行星或稱為星子，又經過逐漸演化，聚成行星，地球亦就在其中誕生了。根據估計，地球的形成所需時間約為1千萬年至1億年，離太陽較近的行星（類地行星），形成時間較短，離太陽越遠的行星，形成時間越長，甚至可達數億年。

至於原始的地球到底是高溫的還是低溫的，科學家們也有不同的說法。

從古老的地球起源學說出發，大多數人曾相信地球起初是一個熔融體，經過幾十億年的地質演化曆程，至今地球仍保持著它的熱量。

現代研究的結果比較傾向地球低溫起源的學說。

地球的早期狀態究竟是高溫的還是低溫的，目前還存在著爭論。

然而無論是高溫起源說還是低溫起源說，地球總體上經曆了一個由熱變冷的階段。

由於地球內部又含有熱源，因此這種變冷過程是極其緩慢的，地球仍處於繼續變冷的過程中。

地球在剛形成時，溫度比較低，並無分層結構，後來由於隕石等物質的轟擊、放射性衰變致熱和原始地球的重力收縮，才使地球的溫度逐漸升高，最後成為粘稠的熔融狀態。

在熾熱的火球旋轉和重力作用下，地球內部的物質開始分異。較重的物質漸漸地聚集到地球的中心部位，形成地核；較輕的物質則懸浮於地球的表層，形成地殼；介於兩者之間的物質則構成了地幔。這樣就具備了所謂的層圈結構。

在地球演化早期，原始大氣都逃逸了。但隨著物質的重新組合和分化，原先在地球內部的各種氣體上升到地表成為新的大氣層。

由於地球內部溫度的升高，使內部結晶水汽化。後來隨著地表溫度的逐漸下降，氣態水經過凝結，積聚到一定程度後，又通過降雨重新落到地麵，這種情況持續了很長一段時間，於是在地麵上形成水圈。

最原始的地殼約在40億年前出現，而地球以其地殼出現作為界線，地殼出現之前稱為天文時期，地殼出現之後則進入地質時期。

有關大陸的起源問題，最近2億年以來的大陸漂移和板塊運動，已得到了確切證明和廣泛的承認。

然而有人推測，板塊運動很可能早在30億年前就已經開始了，而且不同地質時期的板塊運動速度是不同的，大陸之間曾屢次碰撞和拚合，以及反複破裂和分離。大陸岩塊的多次碰撞形成了褶皺山脈，並連接在一起形成新的大陸，而由大洋底擴張形成新的大洋盆地。因此，要準確複原出大陸在2億多年前所謂的“漂移前的漂移”是十分困難的。

地球的年齡已有46億年曆史，目前已經知道地球上最古老的岩石年齡為43.74億年，並且分布的麵積相當小。這樣，從46億年到37億年間，約有9億年的間隔完全缺失地質資料。

此外，地球上25億年前的地質記錄也非常有限，這對研究地球早期的曆史狀況帶來不少困難。

有關大洋的起源和演化：有諸多推測，現代學者認為，地球原始地殼自從形成以來，從來沒有停止過大規模的地質構造形態的運動。因此，可以肯定地說，現在地球上大洋和陸地的形態就是過去數拾億年來大規模地殼運動的結果。

有關生物生命，推測假想眾多。

古生物學家迄今發現的遠古生物曆史可追溯至6.35億年前的歐巴賓海蠍，這些地球最早期生物的生活方式非常像現今的海綿，根部紮在海底，過濾水中的食物顆粒。

化石記載地球上最早在大約35億年前出現生命。但是地球上的生命是如何出現的仍是科學界未解決的謎題之一。

根據達爾文的推測，早期生命可能開始於一個溫暖的小池塘中。

但是另外一些科學家則認為早期生命可能存在於礦產資源較為豐富的水域環境中，比如溫度較高的熱液噴湧。

但是最近一組科學家提出另一種理論，認為生命可能起源於非常寒冷的地方，一些偶發事件促進了無機環境中形成有機物質。

有專家提出，隨著地球逐漸冷卻，簡單的有機化合物（單分子物）漸漸形成，混合後形成較為複雜的混合物（聚合物）。後來，洋流把這些大個的微粒彙聚到海岸和深海溫泉等“熱點地區”，它們可能最終形成了首批原始細胞。也有證據證明，首批細胞複製使用的是核糖核酸（RNA），而不是脫氧核糖核酸（DNA），而DNA複製是在經曆了非常漫長的進化後才出現的。

也有理論認為生物出現在外星球。

寒武紀生命大爆發被稱為古生物學和地質學上的一大懸案。

在寒武紀（距今約5.42億年前至4.9億年前）的化石記錄中，地球上突然湧現出各種各樣的結構複雜的動物。

寒武紀生命大爆發對科學家提出的挑戰是，在達爾文所處的年代及其以後多年，在寒武紀岩層以下年代更久遠的岩層中，並沒有發現動物化石。對於達爾文的進化論來說，這是一個極為的不安事實，因為在化石記錄中，結構簡單的動物形式應該在結構複雜的動物形式之前出現。

在《物種起源》中，達爾文提出了這樣的主張：“在這些跨度如此之大但卻鮮為人知的時期，地球上遍布著活的生物。”

但他坦言，“對於我們為什麼沒有發現這些原始時期的化石記錄的問題，我不能給出一個令人滿意的答案。”

奧陶紀開始於距今5億年前。藻類變化不大，三葉蟲數量仍居首位。此時其它無脊椎動物數量和種類都超過了寒武紀。最常見的有珊瑚、腕足類、腹足類、海百合和鸚鵡螺等。

奧陶紀時期的地球陸地變化不大，由於水生植物不斷的光合作用。空氣中氧氣含量進一步增加。大致比珠峰頂部的氧氣還少一點，廣闊的海域，繁育著大量的各門類無脊椎動物，除寒武紀業已產生的外，某些類群還得到進一步的發展，如筆石、珊瑚、腕足、海百合、苔蘚蟲和軟體動物等。

在經曆了漫長的演化之後，地球終於進入到由脊椎動物占主導地位的時期。魚類成為當時的霸主。

3.67億年前，巨大的流星劃破夜空墜人大海，天空中電光閃閃。這時全球氣候變乾，溫度下降。

洋流以新的形式渦動，使海洋進一步降溫，表層水的鹽度更高，海洋中的含氧量下降到很低的水平。隕石的撞擊可能還引起更多的氣候變化。