زمین‌شناسی تاریخی، شاخه مهمی از علم زمین‌شناسی است که از تاریخ تحولات و تکامل تدریجی زمین و حیات وجود در آن از ابتدای تشکیل تا به امروز بحث می‌نماید. از این رو زمین‌شناسی تاریخی ارتباط بسیار نزدیکی با چینه‌شناسی و فسیل شناسی دارد.
سیر تحولات پوسته زمین اعم از قاره‌ای و اقیانوسی، منشأ و موقعیت قبلی و اولیه قاره‌ها، زمان جدایش آن ها، تشکیل اقیانوس، منشأ حیات و سیر تکاملی آن‌ها در زمان‌های مختلف زمین‌شناسی، همچنین کوه زایی‌ها و زمان آن‌ها، از جمله فرآیند‌هایی هستند که در طول تاریخ زمین رخ داده‌اند و در تقسیم بندی عمر زمین به دوره‌های زمین شناسی نقش اساسی دارند.
انسان‌ها تنها جزء کوچکی از تاریخ میلیارد ساله زمین به شمار می‌روند، از این رو همچنان در حال تکمیل دانش خود درباره گذشته زمین هستند. این تقویم زمینی تعدادی از مهم ترین رویدادهایی را که منجر به شکل‌گیری زمین امروزی شده به نمایش می‌گذارد. روش دیگری که به جز تاریخ‌های تقویمی، برای تقسیم‌بندی تاریخ زمین مورد استفاده می‌گیرد، استفاده از دوره‌های زمین‌شناسی است. برای مثال دوره 545 تا 495 میلیون سال پیش به دوران کامبرین شهرت دارد.
تولد زمین
حدود 10 میلیارد سال قبل، ستاره که از هیدروژن اولیه زاده شده بود منفجر گردید و بقایای اتم‌های هیدروژن و هلیم و سایر عناصر سنگین آن ستاره در فضا آزاد شد. پنج میلیارد سال بعد خورشید و بیش از یکصد تریلیون اجرام کوچک و بزرگ آسمانی متشکل از مواد مختلف گازی، جامد و یخ در مدارهای مختلف به دور خورشید به گردش درآمده‌اند و تدریجاً نه سیاره به طور مستقل (در اثر افزایش قدرت جاذبه و وزن و حجم) در منظومه شمسی شامل عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، سیاره اورانوس، نپتون و پلوتون و قمرهای آن‌ها به وجود آمدند.
حرارت کره زمین پس از تولد، به تدریج رو به کاهش نهاد و جو زمین به حد و نقطه بحرانی رسید که دیگر نتوانست بر تراکم خود بیفزاید و ابرها به جای ضخیم‌تر شدن، رطوبت خود را به صورت باران بر زمین سرازیر نمودند. بارندگی‌ها تا میلیون‌ها سال ادامه یافت تا سرانجام نواحی ژرف و عمیق زمین را پر کرد که به آسانی در آب حل می‌شود، در آب دریاها حل گردید و موجب تشکیل رسوبات آهکی گردید و بدین ترتیب به طور مداوم دی‌اکسید کربن از جو زمین به اقیانوس منتقل گردید.
حیات اولیه زمین (ورود اکسیژن به اتمسفر)
زمان آغاز اولین شکل از حیات روی زمین به اجداد باکتری های مدرن بر می‌گردد که هنوز موضوعی برای بحث و جدل است، اما شواهد موجود نشان می‌دهند این رویداد از 3/5 میلیارد سال پیش آغاز شده‌است. حیات اولیه باکتریایی منجر به ورود اکسیژن به درون اتمسفر شد.
با آزاد‌سازی اولین اکسیژن آزاد درون اتمسفر به واسطه فوتوسنتز سیانوباکترها، این اکسیژن توسط آهن حل شده درون اقیانوس‌ها جذب شده و دی‌اکسید آهن سرخ رنگ در بستر دریاها شکل گرفتند. با گذشت زمان، صخره‌های رسوبی مجزایی به واسطه این رسوبات اکسید آهنی به وجود آمدند. زمانی که آهن موجود درون اقیانوس‌ها مصرف شدند، اکسید آهن رسوب کردن را متوقف کرد و اکسیژن در حدود 2/4 میلیارد سال پیش در اتمسفر آغاز به تولید شدن کرد.
