Planet Zemlja je nastal pred približno 4.6 milijarde let (4,567,000,000 let) v popolnoma staljenem stanju iz diska protoplanetarnih odpadkov, ki kroži okoli novonastalega Sonca. Drugi, manjši planet velikosti Marsa, imenovan Theia, naj bi se približno v tem času oblikoval v isti orbiti kot Zemlja. Po 28 – 34 milijonih let (pred 4.527 – 4.533 milijarde let) so orbitalna nihanja povzročila, da je Theia udarila na Zemljo, izvrgla veliko količino skorje in oblikovala Luno. To je najboljša trenutna teorija o nastanku Lune, imenovana hipoteza velikanskega udarca.
Prvo obdobje v zgodovini Zemlje je znano kot Hadejski Eon (imenovan po podzemlju grške mitologije Had), ki sega od nastanka Zemlje do pred 3.8 milijarde let. Oceani so se začeli oblikovati v prvem delu Hadeja, verjetno pred 4.2 milijona let. Zemlja se je ohladila iz staljenega stanja in tvorila trdno skorjo v samo 100 – 150 milijonih let. Težji elementi, kot sta železo in nikelj, so potonili v jedro Zemlje in na površini pustili manjše količine. Celoten planet se je razdelil na plasti. V zadnjem delu Hadeja, pred približno štirimi milijardami let, se je pojavilo primitivno življenje, morda kot majhne samoreplicirane verige DNK ali RNA z uporabo energijsko bogatih kemikalij za gorivo (heterotrofi).
Naslednja doba zgodovine Zemlje, znana kot arhejski eon, je trajala od 3.8 milijarde do 2.5 milijarde let. Študije molekularnega datiranja so pokazale, da je zadnji univerzalni skupni prednik (LUCA) sodobnega življenja živel v zgodnjem delu arhejskega obdobja, pred 3.5 milijarde let ali prej. To je približno v istem času, ko so se razvili prvi avtotrofi. Avtotrof je organizem, ki je sposoben uporabiti fotosintezo za pridobivanje energije iz sončne svetlobe. Kisik je odpadni produkt fotosinteze in se je v tem času sprostil v velikih količinah. Ker je bil kisik strupen za večino takrat živečih organizmov, je prišlo do množičnega izumrtja in preoblikovanja atmosferske in površinske kemije, imenovane »kisikova katastrofa«.
Eoni, ki sledijo hadeju in arheju, so proterozoj (»primitivna doba življenja«), ki traja od 2.5 milijarde do samo 542 milijonov let, paleozoik (»stara doba življenja«), ki traja od 542 do 251 milijonov let, mezozoik (»srednja doba življenja«), ki traja od 251 do 65 milijonov let, in kenozoik (»nedavna doba življenja«), ki traja od 65 milijonov let do danes. V proterozoju, razen zadnjih nekaj deset milijonov let, so bile edine znane oblike življenja primitivni mikrobi. Samo v zadnjih 542 milijonih let, kar je približno 12 % zgodovine Zemlje, se je razvilo kompleksno večcelično življenje.