地球在剛形成時，溫度比較低，並無分層結構，後來由於隕石等物質的轟擊、放射性衰變致熱和原始地球的重力收縮，才使地球的溫度逐漸升高，最後成為粘稠的熔融狀態。在熾熱的火球旋轉和重力作用下，地球內部的物質開始分異。較重的物質漸漸地聚集到地球的中心部位，形成地核；較輕的物質則懸浮於地球的表層，形成地殼；介於兩者之間的物質則構成了地幔。這樣就具備了所謂的層圈結構。
在地球演化早期，原始大氣都逃逸了。但隨著物質的重新組合和分化，原先在地球內部的各種氣體上升到地表成為新的大氣層。由於地球內部溫度的升高，使內部結晶水汽化。後來隨著地表溫度的逐漸下降，氣態水經過凝結，積聚到一定程度後，又透過降雨重新落到地面，這種情況持續了很長一段時間，於是在地面上形成水圈。