地球历史非常久远，大约形成于约45~46亿年前。
从理论上讲，太阳的形成始于约45.7亿年前一片巨大氢分子云的引力坍缩，坍缩的质量大多集中在中心，形成了太阳；其余部分一边旋转一边摊平，形成了一个原行星盘，继而形成了行星、卫星、小行星、彗星、流星体和其他太阳系小天体。星云假说主张，形成地球的微行星起源于吸积坍缩后剩下的由气体、冰粒、尘埃形成的直径为一至十千米的块状物。这些物质经过1000至2000万年的生长，最终形成原生地球。初生的地球表面是由岩浆组成的“海洋”。
从太古宙起地球表面开始冷却凝固，形成坚硬的岩石，火山爆发所释放的气体形成了次生大气。最初的大气可能由水汽、二氧化碳、氮气组成，水汽的蒸发加速了地表的冷却，待到充分冷却后，暴雨连续下了成千上万年，雨水灌满了盆地，形成了海洋。暴雨在减少空气中水汽含量的同时，也洗去了大气中的很多二氧化碳。此外，小行星、原行星和彗星上的水和冰也对是水的来源之一。黯淡太阳悖论指出，虽然早期太阳光照强度大约只有当前的70%，但大气中的温室气体足以使海洋里的液态水免于结冰。约35亿年前，地球磁场出现，有助于阻止大气被太阳风剥离。其外层冷却凝固，并在大气层水汽的作用下形成地壳。陆地的形成有两种模型解释，一种认为陆地持续增长，另一种更可能的模型认为地球历史早期陆地即迅速生成，然后保持到当今。内部的热量不断散失，驱动板块构造运动形成大陆。根据大陆漂移假说，经过数亿年，超大陆经历三次分分合合。大约7.5亿年前，最早可考的超大陆罗迪尼亚大陆开始分裂，又在6至4.5亿年前合并成潘诺西亚大陆，然后合并成盘古大陆，最后于约1.8亿年前分裂。地球处于258万年前开始的更新世大冰期中，高纬度地区经历了数轮冰封与解冻，每40到100万年循环一次。最后一次大陆冰封在约10000年前。
根据地质研究表明，地球大约是在46亿年前形成的，那时候地球的温度很高，地面上的环境与现在的完全不同：天空中或赤日炎炎，或电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。从火山中喷出的气体，如水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，构成了原始的大气层（原始的大气层中没有氧气）。大约在地球形成以后的10亿年左右，才逐渐形成了原始的生命。
科学家推测，原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的有机物。后来，地球的温度逐渐下降，原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上，这些有机物又随着雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始的海洋中。
原始地球的地表温度高于水的沸点；所以当时的水都以水蒸气的形态，存在于原始大气之中。地表不断散热，水蒸汽被冷却又凝结成水。以后地球内部温度逐渐降低，地面温度终于降到沸点以下，于是倾盆大雨从天而降，降落到地球表面低凹的地方，就形成了江河、湖泊和海洋。
关于地球是什么时候形成的，这个问题早在千百年前，人们就已经开始关注并开始讨论研究。
目前比较获得大众认可的观点认为：地球诞生于45.4亿年前，也可以比较模糊地说地球诞生于46亿年前。
地球形成时基本上是各种石质物的混合物，如果积聚过程持续10的7次方至10的8次方年，则短寿命放射性元素的衰变和固体颗粒动能的影响都不大。初始地球的平均温度估计不超过1000℃，所以全部处于固态。形成后，由于长寿命放射性物质的衰变和引力位能的释放,内部慢慢增温,以致原始地球所含的铁元素转化成液态，某些铁的氧化物也将还原。液态铁由于密度大而流向地心，形成地核(这个过程何时开始，现在已否结束，意见颇有分歧)。由于重的物质向地心集中，释放的位能可使地球的温度升高约2000℃。这就促进了化学分异过程，由地幔中分出地壳。地壳岩石受到大气和水的风化和侵蚀，产生了沉积和沉积岩，后者受到地下排出的气体和溶液，以及温、压的作用发生了变质而形成了变质岩。这些岩石继续受到以上各种作用，可能经受过多次轮回的熔化和固结，先形成一个大陆的核心，以后增长成为大陆。原始地球不可能保持大气和海洋，它们都是次生的。海洋是地球内部增温和分异的结果,但大气形成的过程要更复杂。原生的大气可能是还原性的。当绿色植物出现后，它们利用太阳辐射使水气(H2O)和CO2发生光合作用，产生了有机物和自由氧。当氧的产生多于消耗时，自由氧才慢慢积累起来，在漫长的地质年代中，便形成了主要由氮和氧所组成的大气。
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