Zinātnieki uzskata, ka Zeme ir gandrīz piecus miljardus gadu veca, kas nozīmē, ka trešais iezis no Saules ir piedzīvojis daudz vēstures. Cilvēces vēsture ir aizņēmusi tikai nelielu daļu no Zemes kopējās eksistences, tāpēc zinātnieki izmanto ģeoloģisko laika skalu, lai sadalītu Zemes kopējo vēsturi vairākos galvenajos segmentos. Līdzīgi kā cilvēki domā par tādiem periodiem kā viduslaiki un renesanse, zinātnieki Zemes ģeoloģisko vēsturi sadala supereonos, mūžos, laikmetos un periodos, piemēram, prekembrija supereonā, mezozoja laikmetā un paleogēnā.
Ģeoloģiskā vēsture ir izveidota ar vairākām metodēm, no kurām daudzas ir saistītas ar stratigrāfiju, iežu slāņu izpēti. Stratigrāfijā ģeologi pārbauda ģeoloģiskā materiāla slāņus, kas ir nogulsnējuši mūžos, datējot šos slāņus ar zinātniskām metodēm un izmantojot datumus, lai noteiktu dažādus kritiskos laika punktus. Iežu slāņus var izmantot arī, lai izsekotu Zemes tektonisko plātņu kustībai, ģeoloģisko iezīmju, piemēram, kalnu, vecumam un ainavu kopējam vecumam.
Lielākā laika vienība ģeoloģijas vēsturē ir supereons. Katrs supereons ir sadalīts vairākos mazākos mūžos, kas tiek sadalīti laikmetos, periodos, laikmetos un pēc tam vecumos. Iepazīšanās var kļūt mazliet neskaidra ar ģeoloģisko vēsturi; Atšķirībā no cilvēces vēstures, kur 100 gadu atpalicība rada lielas atšķirības, ģeoloģiskā vēsture attiecas uz tik plašiem laika posmiem, ka 100 gadi ir triviāla kļūda. Mērķis ir nodrošināt aptuvenu laika grafiku, ko ģeologi var izmantot, lai izveidotu notikumu ietvaru.
Pētot ģeoloģisko vēsturi, var paveikt vairākas noderīgas lietas. Piemēram, spēja datēt dažādus iežu slāņus ir ļāvusi ģeologiem datēt vēsturisko organismu parādīšanos. Paleobioloģijas studenti izmanto šo informāciju, lai noteiktu, kad organismi pirmo reizi parādījās, un meklētu informāciju par galvenajām evolūcijas izmaiņām, piemēram, pirmo zīdītāju parādīšanos. Paleobotānika un paleoklimatoloģija arī izmanto informāciju par ģeoloģisko laika skalu, lai noteiktu, kāds ir bijis Zemes klimats dažādos vēstures posmos un cik ilgas ir notikušas klimata pārmaiņas.
Ģeologus interesē arī tas, kā Zeme veidojusies un mainījusies ģeoloģiskās vēstures gaitā. Viņu pētījumos ir izpētīts viss, sākot no periodiskas magnētisko polu maiņas līdz iemesliem, kāpēc daži elementi ir reti, bet citi ir daudz.
Reizēm notiek strīdi par ģeoloģisko vēsturi. Neprecīza datēšana ir radījusi izaicinājumus par dažādiem atradumiem un uzskatiem, un dažreiz nav pietiekami daudz informācijas, lai izdarītu skaidrus, neapstrīdamus secinājumus. Tāpat kā citās zinātnēs, ģeoloģijas mērķis ir bezkaislīgi vākt informāciju, veicinot vispārējās zināšanas par pasauli, un ģeoloģiskā vēsture dažkārt var ietvert pretrunas vai pierādījumus, kas ir pretrunā dažiem secinājumiem un uzskatiem.