近些年來，科學家對地球形成和演化的研究熱情持續高漲，但很多時候，關於這方面的研究，更像是一場科學偵探故事，它讓天文學家和行星科學家花了大量的研究來想要弄清楚。在科學家了解我們的世界的形成過程中，不僅使我們對它的結構和形成有了新的認識，而且打開了恆星周圍的行星的創造打開了新的視野。
據推測地球在宇宙之初並不存在。一切開始時只有兩種元素:氫和氦，以及少量的鋰。最初的恆星也主要是由氫形成的。一代又一代的恆星誕生在氣體雲中。隨著時間的推移，宇宙中漂浮的許多元素開始匯聚到恆星中，這樣便有更多的元素加入了恆星之中，比如氧、矽、鐵和其他元素。當第一代恆星死亡時，它們將這些元素散布到太空中，孕育了下一代恆星。在這些恆星周圍，較重的元素形成了行星。
讓我們將時間調到50億年前，在銀河系一個非常普通的地方，發生了一件事。這可能是一次超新星爆炸，將大量的重元素殘骸推入附近的氫氣和星際塵埃雲中。這次的超新星爆炸，最終導致了太陽系的誕生。
太陽初成時那還是一顆年輕的、熾熱的、熾熱的恆星，但還不是一顆完整的恆星。由同樣的物質組成的圓盤圍繞著它旋轉，隨著重力和運動的作用，圓盤變得越來越熱，壓縮了雲的塵埃和巖石。炙熱的年輕原恆星最終「打開」，並開始在其核心將氫聚變為氦。太陽誕生了。旋轉的熱盤是地球和它的姐妹行星形成的搖籃。這並不是第一次形成這樣的行星系統。事實上，天文學家可以在宇宙的其他地方看到這種事情。
當太陽的大小和能量開始增加，開始點燃它的核火焰後，熱盤慢慢冷卻。這花了數百萬年。在此期間，圓盤的組成部分開始凍結成塵埃大小的小顆粒。鐵金屬和矽、鎂、鋁和氧的化合物首先出現在燃燒的環境中。這些碎片保存在球粒隕石中，這是來自太陽星雲的古老物質。慢慢地，這些顆粒聚集在一起，收集成塊，然後是大塊，然後是大石塊，最後是被稱為星子的物體。
隨著時間的流逝，行星與其他天體發生碰撞，變得越來越大。每次碰撞的能量都是巨大的。當它們的大小達到100公裡左右的時候，行星之間的碰撞能量足夠大，可以熔化和蒸發其中的大部分物質。在這些相互碰撞的世界中，巖石、鐵和其他金屬被劃分成不同的層。緻密的鐵沉積在中間，較輕的巖石在鐵周圍形成了地幔，這便是地球和其他內部行星的縮影。行星科學家稱這種沉降過程為分化。它不僅發生在行星上，也發生在較大的衛星和最大的小行星上。
在這段時間的某個時候，太陽開始燒得更旺盛了了。儘管太陽的亮度只有今天的三分之二，但能量足以將原行星盤的大部分氣態物質吹走。遺留下來的大塊大塊巖石、大圓石和行星微粒繼續聚集在一堆大而穩定的物體中，並以間隔良好的軌道運行。地球是其中的第三個，從太陽向外數。積累和碰撞的過程是劇烈而壯觀的，因為較小的碎片在較大的碎片上留下巨大的隕石坑。對其他行星的研究表明了這些影響，有力的證據表明，它們導致了地球初期的災難性狀況。
在這一過程的早期，一個非常大的行星撞擊地球，使其偏離中心，並將年輕地球的巖石地幔噴向太空。經過一段時間之後，這顆行星大部分回來了，剩下的殘餘物被認為是月球形成過程的一部分。地球上現存最古老的巖石是地球第一次形成後大約5億年的巖石。它和其他行星經受了所謂的「後期重轟炸」，這是大約四十億年前的最後一個迷失的行星。這些古老的巖石看起來大約有40.3億年的歷史。它們的礦物含量和所含的氣體表明，當時地球上有火山、大陸、山脈、海洋和地殼板塊。
一些稍小一些的巖石(大約38億年)顯示了年輕行星上生命的跡象。當第一次生命出現的時候，地球的結構是不會被生物生命改變的，只有它原始的大氣層被生命的開始所改變。這一階段為微小微生物在地球上的形成和傳播奠定了基礎。它們的進化最終導致了我們今天所知的充滿山脈、海洋和火山的現代生命世界。
地球形成和演化的證據是耐心的證據收集來自隕石和其他行星的地質學研究的結果。它還來自對大量地球化學數據的分析，對其他恆星周圍行星形成區域的天文研究，以及天文學家、地質學家幾十年的嚴肅討論與探究。