地球は約46億年前に誕生した。地質学者は地層の重なる順序とそこに含まれる化石によって、この長い歴史をいくつかの単位に分ける。最も大きい単位を累代（るいだい）といい、累代は代に、代は紀に分けられる。
動物の化石を豊富に含む岩石が残る最近の約5億4000万年間を顕生代（けんせいだい）と呼び、古生代、中生代、新生代に分ける。それ以前の約40億年間はまとめて先カンブリア時代と呼ばれ、冥王代（めいおうだい）、太古代、原生代に分けられる。各ページで岩石が「太古代のもの」「中生代に形成された」と書かれているのは、これらの期間を指す。
| 年代 | 当時の地球 |
|---|---|
| 冥王代 46億〜40億年前 | 誕生したばかりの地球は表面が灼熱で、小天体の衝突が絶えなかった。月もこのころできた。岩石はほとんど残っていない。 |
| 太古代 40億〜25億年前 | 最初の陸地と海洋が現れ、海には最も単純な単細胞生物がすんでいた。 地球上で知られる最古の岩石はカナダ北西部のアカスタ片麻岩で、約40億年前のものである。オーストラリアのジャックヒルズのジルコン粒子はさらに古く約44億年前だが、岩石そのものではなく鉱物の粒である。 |
| 原生代 25億〜5億4000万年前 | 大気中に酸素がたまり始め、核をもつ細胞の生物が現れ、末期には多細胞生物も現れた。地球全体がほぼ凍りつく氷河時代が何度かあった。 中国では：嵩山には原生代の珪岩が広く分布し、太古代から新生代までの五つの時代の地層がすべて見られる。「五世同堂」（五代が一つ屋根の下に暮らす）と呼ばれる。 |
| 古生代 5億4000万〜2億5000万年前 動物と植物が大きく広がった時代。中国南部の大部分は浅い海で、厚い石灰岩や砂岩が堆積した。 | |
| カンブリア紀 5億4000万〜4億9000万年前 | カンブリア爆発：動物の門の大部分がほぼ一斉に現れ、海には三葉虫があふれた。 代表的な化石：三葉虫、澄江動物群のアノマロカリス。 中国では：澄江の化石産地（カンブリア紀前期）。 |
| オルドビス紀 4億9000万〜4億4000万年前 | 三葉虫やオウムガイ類など海の生物が栄えた。末期には氷河時代が訪れ、大量絶滅が起きた。 代表的な化石：フデイシ（筆石）、まっすぐな殻をもつオウムガイ類（直角石）。 中国では：チョモランマ（エベレスト）山頂の石灰岩。海の生物の化石を含む。 |
| シルル紀 4億4000万〜4億2000万年前 | 植物が陸上に進出し始め、魚類が顎をもつようになった。 代表的な化石：サンゴとウミユリ、骨の甲をもつ初期の魚類。 |
| デボン紀 4億2000万〜3億6000万年前 | 魚類が栄え、陸上に最初の森林ができ、末期には四足動物が現れた。デボン紀後期（約3億7200万年前）の大量絶滅で、浅い海の礁と多くの魚類が姿を消した。原因については議論があり、海の酸素欠乏と結びつけられることが多い。 代表的な化石：板皮類などさまざまな魚類、最初のシダ植物と樹木。 |
| 石炭紀 3億6000万〜3億年前 | 陸地を深い森林が覆い、のちに大きな石炭層となった。爬虫類が現れた。 代表的な化石：リンボク（鱗木）やロボク（蘆木）などの大型植物、翼開長50cmを超えるトンボに似たメガネウラ。 中国では：中国北部の炭田の多くは石炭紀とペルム紀にできた。 |
| ペルム紀 3億〜2億5000万年前 | 大陸が一つの超大陸にまとまった。末期には地球史上最大の大量絶滅が起きた。原因はふつう、シベリアの大規模な火山噴火が急激な地球温暖化を招いたこととされ、海の生物種の9割以上が姿を消した。 代表的な化石：フズリナ（紡錘虫）、ギガントプテリス（大羽羊歯）。 中国では：路南石林の石灰岩。 |
| 中生代 2億5000万〜6600万年前 恐竜の時代。中国東部では地殻の活動が激しく、大量のマグマが地下で冷え固まって花崗岩となった。内陸の多くの盆地には赤い砂岩や礫岩がたまった。 | |
| 三畳紀 2億5000万〜2億年前 | 大量絶滅のあと生物はゆっくり回復し、恐竜と最初の哺乳類が現れた。中国南部の大部分が海から陸になった。末期（約2億100万年前）にも大量絶滅が起き、ふつう大規模な火山噴火と結びつけられる。これによって恐竜が陸上を支配する道が開かれた。 代表的な化石：アンモナイト、貴州の貴州竜（ケイチョウサウルス）や魚竜などの海生爬虫類。 |
| ジュラ紀 2億〜1億4300万年前 | 恐竜が栄え、鳥類が現れた。 代表的な化石：恐竜（禄豊竜〈ルーフェンゴサウルス〉、馬門渓竜〈マメンチサウルス〉）、始祖鳥。 中国では：雲南省の禄豊（ろくほう）、四川省の自貢（じこう）からはジュラ紀の恐竜化石が大量に出土している。 |
| 白亜紀 1億4300万〜6600万年前 | 花を咲かせる植物が現れた。末期に小惑星が地球に衝突し、恐竜が絶滅した。 代表的な化石：遼寧省西部の熱河生物群の羽毛恐竜と孔子鳥（コンフキウソルニス）、初期の花。 |
| 新生代 6600万年前〜現在 哺乳類と鳥類が主役となり、今日の山や川の大部分ができあがった。 | |
| 古第三紀 6600万〜2300万年前 | 哺乳類が急速に多様化した。インドがアジアに衝突した。 代表的な化石：原始的なウマや初期の霊長類などの初期の哺乳類。 |
| 新第三紀 2300万〜260万年前 | ヒマラヤ山脈とチベット高原が大きく隆起し、中国の国土はしだいに西が高く東が低い形になった。草原が広がった。 代表的な化石：三趾馬（ヒッパリオン）、シャベル状の牙をもつゾウ（プラティベロドン）、類人猿。 中国では：ヒマラヤ山脈とチベット高原。 |
| 第四紀 260万年前〜現在 | 氷期と温暖な時期がくり返し、高山には氷河が発達し、北部では風が黄土高原を積み上げた。人類が現れた。 代表的な化石：ケナガマンモスとケサイ、北京原人などの古人類。 |
岩石の年代と風景ができた年代は別のものである。桂林や石林の石灰岩は数億年前に海底で堆積したが、峰や石柱は、岩石が海面上に持ち上げられたあと、新生代になってから雨水にゆっくり溶かされてできた。武陵源の砂岩の石柱や丹霞山の赤い崖も、同じく新生代に流水が削り出したものである。
地球はこれまでに何度か大きな氷河時代を経験し、そのたびに氷河が陸地の広い範囲を覆った：
- 約24億〜21億年前、原生代前期。
- 約7億2000万〜6億3500万年前、原生代後期。氷は赤道にまで達した可能性があり、「スノーボールアース（全球凍結）」と呼ばれる。三峡地域の南沱（なんだ）氷礫岩（ティライト）は、このときの氷河が残したものである。
- 約4億4500万年前、オルドビス紀末。大量絶滅を伴った。
- 約3億4000万〜2億6000万年前、石炭紀からペルム紀にかけて。当時の南の大陸を氷床が覆った。
- 新生代：古第三紀末（約3400万年前）に南極で氷床ができ始めた。約260万年前に第四紀の氷河時代が始まり、氷期と間氷期が現在まで交互に繰り返している。いまは比較的温暖な間氷期にあたる。中国の山地に残る氷河の跡（太白山のカール、玉龍雪山の氷河）は、大部分が第四紀のものである。