Se obtienen registros de la geología de la Tierra de cuatro clases principales de roca, cada una producida en un tipo distinto de actividad cortical:
1) erosión y transporte que posibilitan la posterior sedimentación que, por compactación y litificación, produce capas sucesivas de rocas sedimentarias.
2) expulsión, desde cámaras profundas de magma, de roca fundida que se enfría en la superficie de la corteza terrestre (rocas volcánica).
3) estructuras geológicas formadas en rocas preexistentes que sufrieron deformaciones.
4) registros de actividad plutónica o magmática en el interior de la Tierra suministrados por estudios de las rocas metamórficas o rocas plutónicas profundas; se establece un esquema con los sucesos geológicos al datar estos episodios usando diversos métodos radiométricos y relativistas.
Las divisiones de la escala de tiempos geológicos resultante se basan, en primer lugar, en las variaciones de las formas fósiles encontradas en los estratos sucesivos; sin embargo, los primeros 4.000 a 600 millones de años de la corteza terrestre están registrados en rocas que no contienen casi ningún fósil; sólo existen fósiles adecuados para correlaciones estratigráficas de los últimos 600 millones de años, desde el cámbrico inferior; por esta razón, los científicos dividen la extensa existencia de la Tierra en dos grandes divisiones de tiempo: el Precámbrico (que incluye los eones Arcaico y Proterozoico) y el Fanerozoico, que comienza en el Cámbrico y llega hasta la época actual; diferencias fundamentales en los agregados fósiles del fanerozoico primitivo, medio y tardío han dado lugar a la designación de tres grandes eras: el Paleozoico (vida antigua), el Mesozoico (vida intermedia) y el Cenozoico (vida reciente).
Las principales divisiones de cada una de estas eras son los periodos geológicos, durante los cuales las rocas de los sistemas correspondientes fueron depositadas en todo el mundo; los periodos tienen denominaciones que derivan en general de las regiones donde sus rocas características están bien expuestas; por ejemplo, el pérmico se llama así por la provincia de Perm, en Rusia; algunos periodos, por el contrario, tienen el nombre de depósitos típicos, como el Carbonífero por sus lechos de carbón, o de pueblos primitivos, como el Ordovícico y el Silúrico por los Ordovices y los Siluros de las antiguas Gran Bretaña y Gales; los periodos Terciario y Cuaternario de la era Cenozoica se dividen en épocas y edades, desde el Paleoceno al Holoceno (o tiempo más reciente); además de estos periodos, los geólogos también usan divisiones para el tiempo de las rocas, llamados sistemas, que de forma similar se dividen en series y algunas veces en unidades aún más pequeñas llamadas fases (Eón); el descubrimiento de la radiactividad permitió a los geólogos del siglo XX idear métodos de datación nuevos, pudiendo así asignar edades absolutas, en millones de años, a las divisiones de la escala de tiempos; véase periodos geológicos.
