在寒武纪之前，地球早已经形成了，只是在几十亿年的漫长过程中一片死寂。
科学家们把寒武纪之前这一段漫长而缺少生命的时间称作前寒武纪。
为了研究上的便利，地质学家把前寒武纪分为太古代、元古代两部分。太古代之前（地球形成之初--38亿年前）则有多种不同的称呼。
太古代时限约从38亿年至26亿年前。太古代是具有明确地史记录的最初阶段。在这漫长的12亿年间，是地球形成后的初始期，地表到处形成童山和荒漠。但20世纪后半期，科学家们陆续在南非和澳大利亚变质程度不太剧烈的沉积岩层中发现了叠层石，这是微生物和藻类活动的产物。在南非的一套古老沉积岩中，科学家们借助先进的精密观测仪器，发现了200多个与原核藻类非常相似的古细胞化石，这些微体化石一般为椭圆形，具有平滑的有机质膜，这是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石，也是在太古代地层中发现的最有说服力的生物证据。从生物界看，这是原始生命出现及生物演化的初级阶段，当时只有数量不多的原核生物，他们只留下了极少的化石记录。从非生物界看，太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山--岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期；也是一个硅铝质地壳形成并不断增长的时期，又是一个重要的成矿时期。
元古代的时限自26亿年前至5.7亿年，在这段地史中，原核生物演化为真核细胞生物，形成地史时期的菌--藻类时代。
生命形式可以分成两大类：自营生物，如植物，会产生自己要用的能量；异营生物，如动物，要食用其他有机体来取得能量。当然，最早的生命形式不会有其他有机体可以食用，所以它们一定是自营生物，能量来自太阳或化学梯度。符合这些条件的，是地面上的地方，或海洋中接近表面的地方，比较有取得阳光的优势。
但在生命刚出现时，地球表面上的紫外线很可能太过严酷，让生命无法存活下来。有一种环境能提供保护，阻挡紫外线，同时也有替代的能量来源：在海底蜿延的海底热泉区，它们被数公里厚的海水覆盖，完全处在黑暗中。
深海热泉区是地球地壳上的裂缝，在那里，海水会渗入岩浆库中，接着以高温重新被喷射出来，附带的泥浆中，富含矿物质及简单的化合物。深海热泉区的陡峭化学梯度有特别集中的能量。还有其他证据证明深海热泉区是生命起源：生命的最后共同祖先LUCA。LUCA并非最早的生命形式，但它已古早到我们无法追踪。
即便如此，人类其实不知道LUCA是什么样子的--没有 LUCA化石，也没有现代 LCUA存在--不过，科学家发现，在现今仍然存在的三大生命领域物种中有些共同的基因存在。因为这些基因存在于不同的物种和领域，它们一定是来自共同的祖先。这些共同基因告诉人们 LUCA住在一个很热、没有氧气的地方，并从化学梯度取得能量--就像深海热泉区的化学梯度。
有两种深海热泉区：黑烟囱和白烟囱。黑烟囱会释放富含二氧化碳的酸性水，温度高达摄氏数百度，且满是硫磺、铁、铜，以及其他对生命很重要的金属。但现在科学家相信，对 LUCA而言，黑烟囱太热了--所以，最可能是生命摇篮的候选地点是白烟囱。在各处的白烟囱当中，在大西洋中洋脊有一个深海热泉区，叫做失落城市，是最有可能的生命摇篮候选地点。这里喷出的海水是高度碱性的，且缺乏二氧化碳，但富含甲烷，温度也比较适宜。邻近的黑烟囱可能有提供失落城市的生命在演化时所必需要的二氧化碳，补全了支持最早有机体所必要的所有元素，这些有机体才能发散出去，形成现今地球上多样化的生命。
有科学家认为前寒武纪陆地表面已有了蓝细菌生存，是从潮间带的藻菌群落中移居而来。绿藻也有可能是最早的陆地的开拓者。当藻类和真菌类移居到陆地的气生环境中时，会很快结合形成地衣，它们可以在荒芜的地表形成披壳。
人们在这一时期的古老地层中发现过微古植物化石、宏观藻类化石及叠层石。生命在元古代得到进一步繁荣，那时的地球已不再是满目荒芜了。初期地表已出现了一些范围较广、厚度较大、相对稳定的大陆板块。
因此，在岩石圈构造方面元古代比太古代显示了较为稳定的特点。早元古代晚期的大气圈已含有自由氧，而且随着植物的日益繁盛与光合作用的不断加强，大气圈的含氧量继续增加。元古代的中晚期藻类植物已十分繁盛，明显区别于太古代。
元古代末期，大约从8.5-5.7亿年，被命名为震旦纪，这是因为这段时间在生命演化历程中具有承前启后的意义。
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