Este período representa cerca de 87% dos registos geológicos, fornecendo-nos, portanto, indicações importantes sobre a evolução dos continentes. Encontra-se dividido em duas épocas: Archeano e Proterozoico.
No início do Pré-Câmbrico a produção de calor a partir da desagregação de isótopos radioativos era muito superior à atual. No entanto, a principal fonte de calor deve ter origem no manto terrestre, tendo-se libertado através de falhas vulcânicas. Originou a formação de rochas e movimentos tectónicos de subducção, isto é, o deslizamento de uma placa sobre a outra. Este facto originou a formação de extensos grupos de ilhas, como os situados a oeste da Austrália, Zimbabwe, Índia e Canadá, em que se encontram importantes depósitos minerais (ouro, crómio, níquel, cobre e zinco); raros pedaços de fundo marítimo constituídos por ofiólitos; e abundantes tonalitos e granitos que são quimicamente idênticos aos equivalentes mesozoicos formados nos Andes. Estes tonalitos foram mais tarde empurrados pelos riólitos e em seguida puxados para o interior da crosta continental, onde foram deformados e transformados em granulitos e gneisses. Podem ser encontradas algumas amostras no oeste da Gronelândia, norte da Finlândia e Índia. A época archeana foi um tempo de rápido crescimento e engrossamento da crosta terrestre, e de consequente erosão, o que deu origem à deposição de sedimentos em grandres bacias.
A transição do Archeano para o Proterozoico foi um ponto importante na evolução dos continentes já que marca o início da formação do que se pode chamar placas tectónicas "modernas": os arcos magmáticos do Archeano juntaram-se para formar os primeiros grandes continentes, à volta dos quais se depositaram sedimentos; o fundo dos oceanos também sofreu subducção, dando origem a batólitos graníticos ao longo das costas continentais ativas. O elevado número de colisões resultou na formação de um supercontinente há 1.5 biliões de anos, que se dividiu, originando novos continentes e crosta oceânica. No final do Pré-Câmbrico formou-se um novo continente gigantesco, à volta do qual existiam muitas bacias de sedimentação, que foram preenchidas por conglomerados e arenitos provenientes da erosão das montanhas próximas.
Certos tipos de sedimentos testemunham o clima deste período, especialmente as tilites que se depositaram em todos os continentes durante a maior glaciação da História da Terra, entre -1000 milhões e -600 milhões de anos.
O Pré-Câmbrico foi originalmente definido como sendo o período que antecedeu a vida na Terra, mas hoje em dia já se sabe que a vida começou no início do Archeano com os primeiros organismos procariotas unicelulares, que podiam sobreviver a altos níveis de radiação e a ambientes pouco oxigenados, e que foram substituídos no Proterozoico por organismos eucariotas que utilizavam oxigénio no seu metabolismo. No final do Pré-Câmbrico apareceram os metazoários: organismos multicelulares, com células diferenciadas em órgãos e tecidos, que proliferaram e, provavelmente, são os mais velhos antepassados dos primatas.
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