Ős- és előidő
A földtörténeti ősidő (archaikum) és előidő (proterozoikum) majdnem 4 milliárd évet ölel fel (az összes idő 87%-át), s ezzel a leghosszabb fejezet a Föld történetében. Az összevontan prekambriumnak nevezett idő 4,6 milliárd évvel ezelőtt, a Föld kialakulásával kezdődött.
Amikor a Föld megszületett, felszínét hatalmas lávatengerek borították. E „forró korszakot” aztán hűlés követte, s ennek köszönhetően bolygónk felszíne lassan megszilárdult. Az így keletkezett első kéreg maradványai alkotják a mai kontinensek „magjait”, az ősföldeket (ősmasszívumokat). Az ős- és előidőben több hegységképződés is lezajlott, hiszen a kőzetlemezek akkor is mozogtak. Az ekkor kiemelkedett hegységek hozzáforrtak az ősi kéregdarabokhoz.
A heves meteoritbecsapódás és vulkáni működés gázaiból alakult ki bolygónk ősi légköre, amely főként szén-dioxidból, ammóniából, valamint vízgőzből állt, oxigént még nem tartalmazott.
Amikor a felszíni hőmérséklet 100 °C alá csökkent, a vulkáni eredetű vízgőz heves záporok, zivatarok kíséretében folyamatosan kicsapódott, ezzel kialakult az ősóceán. Az ősóceán sekély, meleg vizében, 3,5–3,8 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg az első élőlények, a baktériumok.
Az ősidő elején megkezdődött a földkéreg feldarabolódása a lemezmozgásokkal a belső erők hatására. 2,5–3 milliárd éve több hegységképződés is lezajlott. Az ősi kéreg és a hegységek alkotják ma a kontinensek magját, az ősmasszívumokat.
Óidő
Az óidő elején a mai Dél-Amerika, Afrika, Ausztrália, Arábia, India és az Antarktisz ősei egyetlen nagy ősföldbe, a Gondwanába tömörültek.
Az óidőben két jelentős hegységképződés történt. Az óidő elején (szilur-devon időszakban) játszódott le a kaledóniai hegységképződés, ami összekapcsolta Ős-Európát és Ős-Észak-Amerikát.
Az óidő második felében (karbon időszakban) lejátszódott variszkuszi hegységképződés előbb a már egyesült Ős-Európa–Ős-Észak-Amerikát kapcsolta össze a Gondvanával, majd ezt a területet az Urál mentén Ázsia ősével. A korai kontinensek összekapcsolódásával az óidő végére egyetlen hatalmas őskontinens a Pangea terpeszkedett Földünk felszínén, amelyet az ősóceán, Panthalassza vett körbe.
A tengeri növények fotoszintézise következményeként növekedni kezdett a légköri oxigén mennyisége. A káros ultraibolya sugárzástól védő, fokozatosan kialakuló ózonpajzsnak köszönhetően az élővilág folyamatosan meghódította a szárazföldet is. A tengerpartokon óriási mocsárerdők virultak. Az itt elpusztult és betemetődött növényekből évszázmilliók alatt keletkeztek a ma ismert nagy feketekőszén-telepek.
Középidő
A középidőben az óceánok medencéjében nagyon sok üledék halmozódott fel. Ebből később elsősorban mészkő, dolomit és homokkő keletkezett. A Pangeán a lemeztektonikai mozgások miatt már óceáni hasadékvölgyek nyíltak (pl. a Tethys óceánban), felnyílt az Atlanti-óceán medencéje. Az időszak végére a felgyorsult a Pangea darabolódása. Ahol a kőzetlemezek találkoztak egymással, ott megkezdődött az Eurázsiai- és a Pacifikus-hegységrendszer kialakulása.
Elterjedtek az első nyitvatermők (pl. fenyőfélék), később a zárvatermők is. Az állatvilágot a hüllők uralták. Őshüllők népesítették be a szárazulatokat, a vizeket, de még a levegőt is. Ekkor jelentek meg az égen az első madarak. A dinoszauruszok a középidő végi tömeges kihalás során rövid idő alatt eltűntek bolygónkról.
Újidő
Harmadidőszak
Az újidő elején, a harmadidőszakban folytatódtak a korábbi lemezmozgások.
A Pacifikus-hegységrendszer további tagjai emelkedtek ki. Észak-Amerika különvált Eurázsiától, megkezdődött Ausztrália és az Antarktisz szétsodródása is.
Az Eurázsiai-hegységrendszer is gyarapodott, és a két kontinentális kőzetlemez ütközésével bezáródott a Tethys. A harmadidőszak második felében az Indiai-lemez is összeütközött Eurázsiával, és közöttük lassan kiemelkedett a Himalája. Az időszak végén pedig a közép-amerikai földhíd öszszekapcsolta Észak-Amerikát Dél-Amerikával.
Ebben az időszakban a Föld jelentős részén kedvezőek voltak a szénképződés feltételei és ezért nagy kőszéntelepek keletkeztek (a mai barnakőszénkészletek jelentős része). A tengerben lebegő apró élőlényekből (planktonból) pedig kőolaj és földgáz keletkezett. Ugyanakkor egyre több emlősállat és virágos növény népesítette be a szárazföldeket.
Negyedidőszak
Az újidő második, rövidebb időszakában, a 2,6 millió évvel ezelőtt kezdődött negyedidőszak elején a kontinensek elhelyezkedése már egyre jobban hasonlított a maihoz. A negyedidőszak pleisztocén korában a legfontosabb eseménysor az eljegesedések és a jég nélküli időszakok váltakozása volt. Ezek sok helyen teljesen átformálták a szárazföldek arculatát.
A jégkorszakokban (glaciális) a jégtakaró nagy mennyiségű vizet tartott fogva, ezért akár 130 m-rel is csökkent a világtenger szintje, megváltozott a folyók vízszállítása is. A lehűléskor a téli hónak csupán egy része tudott elolvadni a melegebb évszakban, így évről évre jelentős „tartalékok” halmozódtak fel. Az egymásra rakódott hórétegek összetömörödésével és összefagyásával vastag jégborítás született.
A belföldi jégtakaró a belefagyott keményebb kőzetek segítségével csiszolta a felszínt (pl. Észak-Amerika és Észak-Európa területén), a gleccserek pedig a hegyvidéken vájtak U alakú völgyeket. A jégkörnyéki területek száraz üledékéből a szél kifújta a port. Miután leülepedett és a füves növényzet megkötötte, lösz nevű kőzet képződött belőle.
A jégkorszakközökben (interglaciális) viszont emelkedett a tengerszint, ugyanakkor megemelkedtek a jégtömegtől megszabadult területek is.
A pleisztocén végén az utolsó, igen erős lehűléssel járó eljegesedés mintegy 18 000 éve ért véget, majd néhány ezer év múlva a nagy kiterjedésű jégtakaró Európában már csak Skandináviát borította. A hozzávetőleg 11 000 éve tartó földtörténeti jelenkor (holocén) éghajlat-ingadozásai kisebb mértékűek, mint az azt megelőzően voltak. 8200 éve újra erős lehűlés éreztette hatását, majd a 14. században kezdődött és kb. 500 évig tartott kisjégkorszak hidege is drámai változásokkal járt.
Az utolsó jégkorszakot követően a lényegesen melegebb földtörténeti jelenkorban még számos éghajlat-ingadozás zajlott, de ennek erőssége messze elmaradt a korábbi kilengésektől. A negyedidőszakban jelentek meg az ember közvetlen elődei is.