Modelul genezei sistemului solar cuprinde o prima faza, in care Soarele s-a format prin condensarea unui nor de pulbere interstelara. Cresterea in volum si densitate a condus la atingerea unui punct critic in care s-au declansat reactiile nucleare. Particulele care gravitau in jurul Soarelui s-au aglomerat treptat, dand nastere planetelor, in urma cu 4,5 miliarde de ani.
 
Planetele terestre au primit aceeasi combinatie de gaze prezente in nebuloasa solara (norul de pulbere interstelara), dar, odata formata, atmosfera fiecarei planete a evoluat in functie de gravitatie si de distanta fata de Soare.
 
Conform ipotezelor, la scurta durata de la formare, planeta noastra a captat singurul sau satelit natural, Luna. Intr-o prima etapa, planetele erau reci si fiecare poseda cate un invelis de hidrogen si heliu (gazele cele mai usoare). Pe masura ce se contractau insa, sub efectul propriei greutati, nucleul planetelor s-a incalzit, pana la incandescenta.
 
Pamantul avea deci un nucleu in fuziune, deasupra caruia pluteau substantele mai usoare, care au format o crusta solida. In aceasta etapa, Terra nu poseda atmosfera, deoarece  heliul si hidrogenul s-au disipat in spatiu, atmosfera primitiva fiind suficient de rarefiata pentru a scapa atractiei gravitationale.
 
Atmosfera, asa cum o cunoastem astazi,  reprezinta rezultatul unui proces gradual inceput simultan cu formarea depozitelor de particule bogate in fier, magneziu si carbon. In primele faze, dimensiunile planetoidului erau prea mici pentru a putea retine atmosfera primordiala, formata din gaze usoare. Colapsul gravitational si activitatea radioactiva au dus la diferentierea substantelor componente, cu formarea ulterioara a unui nucleu central solid din nichel si fier. In acest proces, enorme cantitati de substante gazoase au fost expulzate, formand atmosfera si hidrosfera. Atmosfera continea metan, amoniac, dioxid de carbon si vapori de apa.  Compusii de carbon, azot si oxigen au fost generati sub influenta surselor energetice, cum ar fi descarcarile electrice, radiatia solara si activitatea radioactiva.
 
Ulterior, ploi puternice s-au declansat, dar picaturile de ploaie se evaporau inainte de a atinge solul, foarte fierbinte in acea perioada. Procesul ciclic de evaporare si precipitare a grabit procesul de racire al planetei.
 
Dioxidul de carbon a intrat in reactie cu silicatii din crusta planetei, formand carbonatii, prin fixarea carbonului din atmosfera, a carui concentratie a scazut. Aceasta atmosfera, functionand ca o sera, a permis reducerea de pierdere de caldura spre spatiul cosmic, planeta ramanand astfel suficient de calda pentru a putea da nastere vietii. Temperatura sa se situa, probabil, intre 15 si 300°C.
 
Primele organisme vii s-au format in urma cu 3,5 miliarde de ani, fiind organisme anaerobe dependente de moleculele organice ambientale, ca hrana. Dupa inca un miliard de ani, evolutia biologica a mai facut un pas revolutionar. Cateva organisme au reusit sa-si schimbe modul de viata, de la fermentarea si sinteza biochimica la fotosinteza si respiratie, procese mai eficiente. A inceput astfel degajarea de oxigen si fixarea azotului. Organismele care nu puteau tolera oxigenul liber au fost inlaturate de forme mai eficiente. Nivelul de dioxid de carbon din atmosfera s-a redus. Reactii chimice complicate intre metan, amoniac si apa, cu aportul energetic solar, au dus la formarea stratului de ozon; acesta a format un ecran impotriva radiatiilor ultraviolete, iar depozitele organice au inceput sa se acumuleze, formand carbune si petrol. Toate aceste schimbari au dus la modificarea geochimiei anterioare, iar ciclul majoritatii elementelor chimice s-a reorientat. Astfel, compozitia planetei a luat forma cunoscuta astazi.