太古宙是接續冥古宙之後，以發現最古老岩石為起始，目前科學家所公認地球最古老的岩石為加拿大西北領地的片麻岩，經由岩石中所含鋯石高精度U-Pb同位素定年，測得岩石的形成年代為40億年前；太古宙結束於25億年前，之後發生大氧化事件（Great Oxygenation Event），以甲烷為主的還原性的太古宙原始大氣轉變為含有氧氣的氧化性元古宙大氣，並導致了持續3億年的地球第一個冰河時期－休倫冰河時期。
地球在46億年前就是因為一連串隕石撞擊事件所形成，隨著時間而漸趨緩和，但在41億年隕石撞擊又開始旺盛、一直到38億年才逐漸減緩。因地球特殊地質構造環境，並無法保存此事件的記憶，但從月球上所形成大量撞擊坑的事件及阿波羅登月計畫所帶回岩石標本，我們可知後期重轟擊事件Late Heavy Bombardment大約發生在41至38億年前，在月球上形成大量撞擊坑的事件，對地球、水星、金星及火星亦造成廣大影響。
目前太古宙的岩石大多保存在古陸核中，屬於太古宙殘餘克拉通基底的一部分，如西澳大利亞的耶蓋恩(Yilgarn)及皮爾巴拉(Pilbara)克拉通、加拿大蘇必略省(Superior Province)克拉通、非洲南部卡普瓦(Kaapvaal)及津巴布韋(Zimbabwe)克拉通與橫跨格陵蘭、蘇格蘭及拉布拉多東海岸地區的北大西洋克拉通等地。
右邊的地圖中全球太古宙克拉通(cratons)的分佈(灰色區塊)，其中粉紅色區塊一般認為是上伏的太古宙-元古宙之地塊(terranes)。
1.TTG片麻岩：由複雜變形與高度變質的英雲閃長岩(Tonalite)-奧長花崗岩(Trondhjemite)-花崗閃長岩(Granodiorite)所組成之花崗質片麻岩系列夾雜變質沉積岩，是佔據現存太古宙地殼中體積最大的岩石類型(約70-80 %)。
2.綠岩帶(greenstone belt)：由經歷多次變形與中低度變質作用階段的厚層(約數km-30km)火山―沉積序列。綠岩帶從下而上由火山岩漸變至沉積岩，其火山岩單元可次分成超基性岩群(Ultramafic Group)，包含高鎂質岩石如科馬提岩、科馬提質玄武岩和拉斑玄武岩；綠岩群(Greenstone Group)，包含少量的超基性岩、拉斑玄武岩、安山岩、鈣鹼系列火山岩、火山碎屑岩和燧石，火山岩類多被沉積岩群所覆蓋。
科馬提岩屬於超基性的高鎂質噴出岩，MgO含量一般>18 %(約介於18-33 %)，礦物種類主要由細長的骸狀或樹枝狀橄欖石或單斜輝石斑晶組成近似平行排列的鬣刺結構(spinifex)以及穿插在其間的少量鉻尖晶石、鉻鐵礦和玻璃基質構成。
鬣刺結構分佈於科馬提熔岩流的上部，是標誌科馬提岩的重要岩石特徵，暗示早期地球溫度較高及其歷經快速冷凝的過程。
TTGs屬於酸性的高二氧化矽質深成岩，SiO 含量一般>64 % (~ 70 %或更高)，富含Na、Al，K2O/Na2O比值通常<0.5，其礦物種類則由石英、鋯石、斜長石、黑雲母、角閃石等構成。
太古宙海洋高原與海洋地殼(oceanic crust or oceanic plateau-like crust)的聚合模型，因為熱、組成性質及密度差異造成海洋地殼隱沒，進而形成TTGs深成岩。
生命的起源至今仍無定論，科學家推測生命可能於40億年前即已出現。最早的生命型態可能是類似RNA的分子，因為RNA同時具備催化及複製的能力。但是，RNA已經非常複雜，它必須由更簡單的有機分子合成，這些分子是如何形成？又如何聚集累積？
1953年，米勒與尤瑞模擬原始大氣在燒瓶內成功合成了含有好幾種氨基酸的太古濃湯，被認為是生命起源的解答。也有人提出黑煙囪海底熱泉富含甲烷、硫化氫及氫氣等有機分子原料，還有豐富的金屬硫化物可作為反應的催化劑，可能是生命起源的溫床。但是前者在廣袤的大海中很難累積足夠的有機分子，達到反應濃度。而後者熱液溫度高達300℃，當此溫度，碳最穩定的狀態就是二氧化碳，所以很難生成有機分子。
1988年，地質化學家羅素（Michael J. Russell）預測海底鹼性熱液噴發區的存在，並認為它可能就是生命起源之所。果然，2000年在中大西洋發現了第一個海底鹼性熱液噴發區。它是因海水滲入地函中與橄欖石作用，發生放熱反應而形成的；它會產生富含氫氣的鹼性熱液，沿著岩石縫隙上升，在出口處與冰冷海水相遇，生成沉澱，堆疊出充滿細微孔洞的礦物柱，有如礦化的海綿，60~90℃的熱液隨即在這微小的孔隙間緩慢而穩定的流動。
鹼性熱液系統具備有以下條件：它有氫氣作為能量來源；在遠古海水中，它充滿微細孔洞的薄壁沉澱有半導性的金屬硫化物可做為催化劑；更關鍵的是，氫氣雖然是能量來源，但在中性（pH=7）的環境下，它的還原電位比許多碳氫化合物高，所以很難與二氧化碳發生反應，然而隔著半導性的礦化薄層，富含氫氣的鹼性熱液與遠古富含碳酸的海水間形成質子梯度，不但降低了氫的還原電位，還升高了碳氫化合物的還原電位，使得反應得以發生，有機分子得以形成（有趣的是，質子梯度正是地球上所有生命用來驅動能量代謝以及碳代謝的機制）；簡單的有機分子在這個充滿孔洞且有溫度差異的環境下，會因熱泳效應而濃縮，達到反應濃度。綜合以上，鹼性熱液噴發區被認為很可能是生命起源之所。
近幾十年來，追尋地球上最早的生命跡象，是古生物學家熱衷的研究方向。而“最早的化石”也隨著最新的科學研究成果不斷的更迭。
2016年9月，納特曼（Allen P. Nutman）等在《自然》期刊發表了37億年前格陵蘭的疊層石化石，宣稱是最老的微生物構造紀錄。緊接2017年3月，《自然》期刊上又刊登了倫敦大學學院的多德（Matthew S. Dodd）及其同事的研究成果，他們從採自加拿大魁北克的努夫亞吉圖克(Nuvvuagittuq)帶的熱泉沉澱中發現含有細管、長絲和奇怪的波形曲線蝕刻等微結構，他們認為這些是熱泉噴口周圍的細菌所造成，代表著最古老的微體化石，是地球生命的最早紀錄，年代介於37.7~42.8億年前。但是，有關最早化石的斷定，向來會引起很多爭論。
美國國家航空暨太空總署的地質學家奧伍德（Abigail Allwood）質疑格陵蘭37億年前的構造雖然像疊層石，但也無法排除它們是由非生物性的礦物沉澱所造成。法國奧爾良分子生物物理研究中心的韋斯托爾（Frances Westall）則認為努夫亞吉圖克的岩石中的細絲太大了。加拿大地質調查局布勒克爾（Wouter Bleeker）則認為「這些論文作者把他們的研究建立在推測上，似乎完全沒注意到與其解釋相悖的大量證據…」。看來，所謂“最早的化石”永遠有討論的空間。
我們的大氣中高達21%為氧氣，所以一般人很容易以為地球富含氧氣是理所當然的。但在地球46億年歷史中，有一半時間，大氣中的氧氣不到現今的0.001%。一直到24億年前，氧氣才累積到可察覺的濃度。這些氧氣來自藍綠菌的產氧光合作用，而根據化石紀錄，藍綠菌早在37億年前便已出現。剛開始產生的氧氣會與地表還原物質發生化學反應，形成氧化物；例如遠古海水中豐富的二價鐵離子便是因此被氧化成三價鐵沉澱，形成了條帶狀鐵礦（BIFs）。目前地球上60%的鐵蘊藏在條帶狀鐵礦中，其中大部分是在古元古代（24億年前）形成的。等到地表還原物質被消耗得差不多了，才開啟了所謂的「大氧化事件」(Great Oxygenation Event; GOE)。此後，氧氣開始在大氣及海洋中累積，直到五億多年前才接近現今的水準，它和生命的交互作用形塑了後續的地球史。
疊層石是由藍綠菌群落所形成的層狀構造。藍綠菌是細菌的一種，它的細胞內有葉綠素，能行光合作用產生氧氣及所需的能量。根據對現生疊層石的研究，形成疊層石的微生物群落不僅有藍綠菌，還包括了一些行異營生活的其它細菌，它們彼此交互作用，共同形成一層黏稠的微生物蓆。藍綠菌吸收二氧化碳，促成碳酸鈣的沉澱，這些沉澱物膠結週遭的沉積碎屑形成薄層，不斷增生，形成層狀的疊層石。
疊層石的化石紀錄可溯及37億年前，當時的藍綠菌進行產氧光合作用，不斷的將二氧化碳轉換為氧氣，漸漸的改變了地表的還原環境，更替了大氣的組成，對後續生命的演化方向有關鍵性的影響。