Zemes veidošanās un attīstības vēsturē izdala pirmsģeoloģisko jeb planetāro posmu, kurš sākās reizē ar Zemes rašanos un turpinājās līdz tā izveidojās par planētu. Par Zemes rašanos tiek izvirzītas dažādas hipotēzes, kuras nevar pārbaudīt, tāpēc zinātnieki strīdas par to, kura ir vispareizākā.
Otrais posms ir ģeoloģiskais, kurš sākās ar Zemes garozas, pirmo minerālu un iežu izveidošanos, kuru vecumu var noteikt ar dažādām zinātniskām metodēm.
Zinātni, kas pēta Zemes izcelšanos, sastāvu, uzbūvi un attīstību sauc par ģeoloģiju.
Viena no metodēm, kuru izmanto Zemes dzīļu pētīšanai, ir seismiskā.
Seismiskie viļņi cauri dažādiem iežu slāņiem pārvietojas ar dažādu ātrumu. Zinot viļņu pārvietošanās ātrumu, var spriest par Zemes iekšējo uzbūvi.
Pētīšanai izmanto arī urbumus. Dziļākais urbums pasaulē (vairāk nekā 12 km), kas veidots litosfēras izpētei, atrodas Krievijā - Kolas pussalā. Latvijā dziļākais urbums - pie Grobiņas (1935m ).
Priekšstatu par Zemes uzbūvi var iegūt arī šahtās, kuras ierīko derīgo izrakteņu ieguvei. Dziļākā šahta pasaulē atrodas DĀR (3800m), kurā iegūst zeltu.
Zemes garozas virsējo slāni pēta atsegumos, kuri veidojas jūru, upju, ezeru krastos, karjeros un kalnu nogāzēs.
Nogulumiežu atsegums karjerā
Priekšstatu par dzīvības attīstību uz Zemes var iegūt no fosilijām.
Bruņuzivs fosilija
Fosilijas ir pārakmeņojušās seno dzīvnieku atliekas.
Ģeologi ir izveidojuši Zemes ģeoloģiskās attīstības vēsturi no Zemes attīstības pirmsākumiem, līdz mūsdienām. Tajā ir apkopota Zemes attīstība hronoloģiskajā secībā un to sauc par ģeoloģiskā laikaskalu. Ir radusies ģeohronoloģija.
Ģeohronoloģija ir zinātnes nozare, kas mēģina hronoloģiski izpētīt Zemes veidošanos un attīstību.
Ģeohronoloģiskā tabula
Šī zinātne palīdz labāk izprast mūsu planētas attīstības likumsakarības. Lai vieglāk būtu orientēties un viss būtu labāk pārskatāms, svarīgākie Zemes veidošanās periodi ir apkopoti ģeohronoloģiskajā tabulā. To lasa no apakšas uz augšu, jo apakšējā daļā ir informācija par vecākajiem posmiem, bet virzienā uz augšu ir arvien jaunāki posmi. Ģeoloģiskais laiks tiek iedalīts ērās. Visvecākās ēras ir arhajs un proterozojs, kuras sauc arī par prekembriju, tad seko paleozojs, mezozojs un kainozojs, kurš turpinās arī mūsdienās. Ēras tiek iedalītas periodos. Zemes ģeoloģiskajā attīstībā ir bijušas tādas vides izmaiņas, kad vienas dzīvās būtnes izmira, bet to vietā parādījās citas.
Arhajā bija intensīva vulkāniskā darbība, izveidojās Zemes garoza, radās pirmie minerāli, ieži. Tāpat izveidojās hidrosfēra, kurā attīstījās organismi, kuri veica fotosintēzi.
Proterozojs ir ilgākais Zemes vēstures posms un tajā notika vislielākās izmaiņas. Turpinājās kalnu veidošanās process, radās lielas kalnu grēdas. Veidojās kontinentālās platformas. Radās un sašķēlās kontinenti. Bija vairāki apledojumi, viens no tiem aptvēra visu zemeslodi. Dzīvie organismi bija tikai okeānā. Parādījās daudzšūnu organismi - sūkļi, tārpi, sārtaļģes. Atmosfērā palielinājās skābekļa daudzums un izveidojās ozona slānis.
Paleozojā notika visstraujākās pārmaiņas. Šo ēru iedala 6 periodos. Paleozojā turpinājās kontinentu veidošanās un pārvietošanās. Radās Urāli, Altajs, Sajāni, Skandināvijas kalni, kuri ir saglabājušies līdz mūsdienām. Attīstījās lielāka augu un dzīvnieku daudzveidība, palielinājās to izmēri, sākas to izplatība uz sauszemes. Paleozoja beigās klimats palika auksts un apmēram 95% dzīvo organismu izmira.
Mezozoju iedala 3 periodos. Šajā laikā kontinenti ieguva mūsdienu apveidu. Izveidojās Krimas, Verhojanskas un citi kalni platformu nomalēs. Klimats bija daudz siltāks nekā tagad. Šajā ērā dominēja dinozauri, attīstījās putni, plaši izplatījās ziedaugi. Ēras beigās izmira dinozauri, parādījās mazie zīdītāji.
Kainozoja ērā bija 3 periodi. Kontinenti ieguva pašreizējo izvietojumu. Izveidojās mūsdienu reljefs. Bija vērojamas temperatūras svārstības, labvēlīgo klimatu nomainīja vairāki apledojumi. Attīstījās zīdītāji, putni, kukaiņi, ziedaugi, radās graudaugi. Pēdējā periodā, kurš joprojām turpinās, radās cilvēks.