地殼是地球固體球體的最外層，是巖石圈的重要組成部分。其底部邊界是莫霍面-霍洛維克斯面(莫霍面)。整個地殼平均厚度約為17km，其中大陸地殼相對較厚，平均厚度為33km。高山高原地殼較厚，可達70km；平原和盆地的地殼相對較薄。海洋地殼比大陸地殼薄得多，厚度只有幾公裏。
地殼分為兩層。上層的化學成分主要是氧、矽、鋁，平均化學成分與花崗巖相似，稱為花崗巖層，也有人稱之為“矽鋁層”。這壹層在海洋底部特別是洋盆底部很薄，在太平洋中部甚至缺失，是壹個不連續的層。下層富含矽和鎂，平均化學成分與玄武巖相似，故稱玄武巖層，也有人稱之為“矽鎂層”(換句話說，整個地殼是矽鋁層，因為地殼下層的鋁含量仍超過鎂；而地幔上部鎂含量極高，稱為Si-Mg層。在大陸和海洋都有分布，是壹個連續的圓圈。這兩層被康拉德不連續面分開。
地殼演化簡史
(1)太古代(約25×108年前)
太古宙是地質年代中最古老、最長的壹代，即原始地殼、原始大氣圈、水圈、沈積圈和生物發生發展的初始階段。
太古宙地層由深變質片麻巖和共生片麻巖組成。已知最古老的年齡是40×108。據此，在此之前地球上出現過壹個小的花崗巖地殼。從沈積巖中出現副片麻巖變質，說明當時有原始大氣圈和水圈，有純物理化學風化。這些結晶變質巖被壹層輕度變質的綠巖帶所覆蓋，包括火山巖和沈積巖，它們形成於當時地面上的坳陷帶，然後經過變質作用。其年齡範圍為34×108 ~ 23×108。推測太古代早期地球表面有許多小的花崗巖陸塊，其間有深淺不壹的古海洋。後來，這些小塊陸地在遷移過程中結合成壹個大的大陸板塊。這些最古老的陸塊現在分散在各大洲，也就是穩定陸塊的核心——克拉通或古地盾區。
太古宙地殼運動和巖漿活動既廣泛又強烈；頻繁的火山爆發導致了大氣層和水圈的形成。原始海洋的面積可能比現在大，但平均水深要淺得多。目前世界各地富含海相層狀礦床的變質鐵錳礦床和巖漿活動形成的金礦床都是在這壹時期形成的。當時的大氣可能富含碳酸氣體、水蒸氣和火山塵埃，只有少量的氮氣和非生物成因的氧氣。海水也是酸性礦化水(後來逐漸中和)，土地灼熱貧瘠。在壹些適宜的淺海環境中，壹些無機物通過化學進化轉化為有機物(蛋白質和核酸)，進而發育成有生命的原核細胞，形成壹些沒有真正細胞核的簡單細菌和藍藻。這只出現在太古代晚期。
總的來說，太古代是原始地理圈的形成階段，陸地是原始的沙漠景觀，水是生命孕育和起源的地方。當時地殼與宇宙、地殼與地幔之間的物質和能量交換比後來任何時候都要強烈得多。
(2)元古代(25×108—6×108)。
元古代，陸殼逐漸由小變大，由薄變厚，火山活動相對減少，巖性由基性變為酸性。下元古界有巨大的碎屑堆積，有利於強烈的花崗巖化和大型侵入體的形成。由於大氣中CO2濃度降低，水中Ca、Mg離子增多，開始出現化學沈積的碳酸鹽巖。它將直接影響巖漿過程的演化，導致堿源巖的出現。隨著大氣中遊離氧的增加，氧化環境開始出現。因此，後期產生了鮞狀赤鐵礦和硫酸鹽礦物以及第壹批紅層。生物的出現對環境的影響很小，所以元古代沒有大量的生化沈積。在元古代末期，還發現了冰磧，這是第壹次全球冰期的產物。
此時，原核生物已經進化為真核生物，厭氧生物已經轉化為好氧生物(這個轉折點稱為尤裏點，發生在大氣中的氧氣含量增加到當前大氣中氧氣濃度的千分之壹時)，物種數量也從少到多。這時，地球上的植物界第壹次大發展，出現了大量原始的低等植物，如綠藻、輪藻、褐藻、紅藻等。這些微體化石可用於地層劃分和對比。在元古代晚期，也出現了原始動物。例如，澳大利亞的埃迪卡拉動物群包括水生無脊椎動物，如海綿、水母、節肢動物、扁蟲和軟珊瑚。在北美也發現了海綿骨針化石。
元古代有多次地殼運動，包括中國的五臺運動、呂梁運動、澄江運動和薊縣運動。北美有諾爾運動、哈德遜運動、格倫維爾運動和貝爾特運動。歷次造山運動形成的褶皺帶，把原來的小地塊逐漸拼湊成古地塊，後來成為各大洲的古褶皺基底和核心。前寒武紀地臺(或地臺)現在只占陸地面積的1/5。根據古地磁研究，北美和非洲的古陸在元古代有過多次極移(E. lrving等人，1975；J. D. E. Piper，1976).
(3)古生代(距今6× 108-2.3× 108年)
古生代包括寒武紀、奧陶紀、誌留紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀。據研究，從6× 108年到7× 108年，大陸經歷了多次分離和整合，在元古代末(晚前寒武紀)，各種分散的陸塊曾聯合形成泛大陸。寒武紀，泛大陸分裂，南部成為岡瓦納大陸，北美、歐洲、亞洲分為三大洲，中間隔著前海西海、前加裏東東海、前烏拉爾海、前特提斯海(前古地中海)。奧陶紀末開始加裏東造山運動。到泥盆紀，前加裏東地槽已經折疊成山，古代歐洲和北美合並成壹個大陸。晚石炭世海西運動後，前海西地槽消失，將歐美與岡瓦納合並。二疊紀晚期，以前的烏拉爾海也消失了，歐亞大陸形成了，世界變成了壹個新的泛大陸。
根據王全等人(1979)的研究，中國北方的中朝古陸與南方的揚子古陸性質有很大不同，後者與南半球的岡瓦納的許多情況非常相似。他們認為，揚子古陸在早古生代曾是岡瓦納古陸的壹部分，後來分裂向北漂移，直到晚古生代才與中朝古陸碰撞合並，其間的秦嶺-淮揚山是壹條地縫合線。蛇綠巖套(由蛇紋巖、橄欖巖、輝長巖和枕狀基性火山巖等組成。從大洋地殼和地幔中噴出的，近年來在這裏也有發現，是代表大陸縫合的指示巖)。中國的古地磁研究也認為，在晚元古代，揚子古陸位於印度洋北部，遠離北方的中朝古陸。
各個地質時代的地殼運動和海陸分離給地理環境帶來了巨大的變化:大陸分裂造成海侵，大陸合並造成海退；對生物進化也有重大影響。如圖2-43所示，對比了寒武紀以來大陸的劃分和劃分以及海洋無脊椎動物科數的增減。
寒武紀，盤古大陸分裂導致海侵，大陸架分布廣泛，海洋無脊椎動物空前繁盛。其中節肢動物的三葉蟲占總化石的60%，腕足動物約占30%，其他僅占10%。這時，海洋植物也出現了向陸生植物過渡的跡象。比如中國寒武紀地層中發現的藻煤就是壹個例子。奧陶紀海底大面積擴張，腕足動物、角石、筆石、鸚鵡螺和珊瑚成為世界性物種。原始魚類——無顎魚(甲魚)也出現了。在誌留紀，海洋動物繼續大量發展，後來由於劇烈的地殼運動和環境變化，海洋動物進入大陸淡水區，也誕生了真正的魚頜魚和具有適於沿海生長的輸水組織的維管植物。泥盆紀以後的晚古生代以來，大陸趨於合並，不斷發生海退，許多海洋無脊椎動物的棲息地消失，所以它們的種類和數量大大減少。反倒是魚類盛開，陸生植物壹天比壹天茂盛。從此，地球表面結束了壹個沙漠無臭氧層的時代。到了石炭紀和二疊紀，成為兩棲動物的全盛時期，植物界也從孢子植物發展到裸子植物。在石炭紀和二疊紀大陸，分布著以蕨類植物為主的大片森林，成為地質史上重要的采煤時期。
(4)中生代(2.3× 108-0.7× 108年前)
中生代包括三疊紀、侏羅紀和白堊紀。現有的許多資料證明，泛大陸的再劃分發生在中生代，即始於晚三疊世，主要在侏羅紀和白堊紀，壹直持續到新生代。這個泛大陸原來延伸到南北極，赤道部分比較狹窄，有特提斯海(古地中海)。三疊紀-侏羅紀時期，北美和非洲分裂，北大西洋開始擴張。泛大陸分為北部的勞亞(勞倫斯和亞洲)和南部的岡瓦納。侏羅紀-白堊紀，南美和非洲分裂，南大西洋開始擴張。非洲和印度也在侏羅紀時期脫離了南極洲和澳大利亞(兩者還在壹起)，開始形成印度洋。白堊紀，北大西洋向北變寬，南大西洋已經達到壹定規模。印度向東北漂移，印度洋也擴張了，而古地中海則趨於萎縮。
整個中生代都有強烈的造山運動，如歐洲的老阿爾卑斯運動，美洲的內華達運動和拉勒米運動，中國的印支運動和燕山運動。此時褶皺、斷層、巖漿活動異常活躍。中國東部形成了壹系列華夏隆起和坳陷，許多有色和稀有金屬礦床的形成與此時的巖漿活動有關，斷陷盆地內還形成了煤、石油和油頁巖等礦產。中國大陸的基本輪廓也在此時確立。
與古生代相比，生物界已經有了很大的發展。古生代末期出現的裸子植物，在中生代已經成為最繁盛的物種。它們靠種子繁殖，受精過程完全不依賴水，更適合陸生棲息地。這是植物進化的又壹次飛躍。蘇鐵、銀杏、針葉樹等陸生植物的大規模發展，不僅為成煤創造了有利條件(如世界上廣泛分布的侏羅紀煤層)，也為爬行動物的發展提供了豐富的食物基礎。
整個中生代，爬行動物成為當時最繁榮的脊索動物。陸地上有食草和食肉恐龍，海上有魚龍和蛇頸龍，空中有翼龍。與此同時，蜥蜴、烏龜、海龜、鱷魚、青蛙和昆蟲也出現了。在海洋無脊椎動物中，菊石也極為繁盛。所以有人把中生代稱為恐龍時代、菊石時代或者蘇鐵時代。但是到了白堊紀末期，這些繁盛的物種大部分都滅絕了，只有壹部分存活了下來。當時已經出現但處於弱勢的原始鳥類和哺乳動物進入了壯觀的新壹代；被子植物從此繁盛起來。
(5)新生代(0.7×108至今)
新生代，包括古近紀、新近紀和第四紀，為最新壹代。中生代以後，海底繼續擴張，澳大利亞和南極洲從東非分離，印度與歐亞大陸碰撞。第三紀發生了強烈的地殼運動，歐洲稱之為新阿爾卑斯運動，亞洲稱之為喜馬拉雅運動。在古地中海帶(阿爾卑斯-喜馬拉雅帶)和環太平洋帶形成了壹系列巨大的褶皺山脈。在古地臺區，還存在拱、斷層等差異運動，斷陷盆地廣泛發育紅層。這種造山運動和伴隨的退化導致了中生代以來自然地理環境的重大變化。
從全球來看，古近紀地表主要是溫暖潮濕的。強烈造山運動後，大氣環流系統，尤其是區域環流系統也發生了變化，很多地方趨於幹燥寒冷。中國西部青藏高原的隆升對東部尤其是華南的季風環流系統影響很大，成為不同於同緯度的暖濕森林景觀。第四紀，由於溫帶和極地氣候的進壹步降溫，地球上發生了大規模的冰川作用，經歷了多次冰期和間冰期的變化。生物也隨著棲息地的變化而變化。
在植物界，古近紀以被子植物的大發展為特征，植物群落由單調的針葉林轉變為花果豐富的常綠闊葉林。當氣候趨於幹燥寒冷時，很多地方的植被發生了幹旱和生化現象。新近紀初出現以單子葉草本植物為主的草原，第四紀出現苔原。動物界的特點是哺乳動物空前繁榮，所以新生代也被稱為哺乳動物時代。濕熱林區茂盛的被子植物極大地促進了哺乳動物的發展。昆蟲的繁榮也與被子植物的發展有關。被子植物和昆蟲的廣泛分布促進了鳥類的繁榮。當草原面積擴大時，在有蹄類和嚙齒類中出現了許多食草的草原動物，食肉動物的數量也增加了。
尤其重要的是，人類出現在第四紀。這是地球歷史上具有重大意義的事件。經過復雜的發展過程，人類逐漸成為幹擾、控制和改造自然環境的重要因素。因此，第四紀也被稱為“精神的壹代”。