A ausência de fósseis de partes duras de organismos e a escassez de dados paleomagnéticos fiáveis torna difícil a produção de mapas paleogeográficos do Pré-Câmbrico. Com os dados existentes, a reconstituição paleogeográfica mais antiga que se consegue efectuar é a referente há 650 milhões de anos.

Todavia, o Pré-Câmbrico tardio é muito interessante pois que os continentes estavam a colidir conduzindo à formação de um supercontinente, e porque a Terra estava sujeita a grandes glaciações.

Há cerca de 1 100 milhões de anos os continentes estavam agrupados num único supercontinente, a Rodínia, cujas dimensões exactas e configuração não são bem conhecidas. Aparentemente, a parte central deste continente era constituída pela América do Norte, cuja costa oriental se ligava à da parte ocidental da América do Sul. A parte oeste da América do Norte estava conectada com a Austrália e com a Antárctica.

Há aproximadamente 750 milhões de anos a Rodínia, que era rodeada por um oceano mundia, a Pantalassa, separou-se em duas partes, abrindo o Oceano Pantalássico. Nesta movimentação a América do Norte rodou para Sul em direcção ao Pólo Sul completamente coberto de gelos. A parte norte da Rodínia (que agrupava os terrenos antigos da Antárctica, da Austrália, da Índia, da Arábia e os fragmentos continentais que hoje constituem a China), rodou no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio em direcção ao Pólo Norte.

Entre as duas partes da Rodínia ficou um terceiro continente, menor, o cratão do Congo, correspondente a grande parte da África Central setentrional.
 

 
No final do Pré-Câmbrico, há cerca de 550 milhões de anos, os três continentes colidiram, formando o supercontinente Panócia. Esta colisão está geologicamente expressa pela orogenia pan-africana.

O clima global no Pré-Câmbrico era frio, existindo evidências de glaciações em quase todos os continentes. Apesar de existirem várias hipóteses (algumas delas exteremamente fantasiosas) para a existências destas condições climáticas, não se conhecem ao certo as causas destas glaciações.
 
 

A Panócia, o supercontinente constituído no final do Pré-Câmbrico, há cerca de 600 milhões de anos, tinha-se já começado a fragmentar no início do Paleozóico. Estava em expansão um novo oceano, o Iapetus, localizado entre os continentes Paleo-Laurência (América do Norte), Báltico (Europa do Norte) e Sibéria.
 

A Paleo-Gondwana, o supercontinente formado durante a orogenia pan-africana, no Pré-Câmbrico, subsistia como o maior continente da época, localizando-se entre o Equador e o Pólo Sul.
 
 

No Ordovícico os continentes continuam a afastar-se uns dos outros e a fragmentar-se. 
 

Na Paeo-Gondwana encontram-se desde depósitos correspondentes a águas quentes (tais como calcários e rochas evaporíticas), localizados nas zonas equatoriais (Austrália, Índia, China e Antárctica), até depósitos glaciais situados nas áreas que então estavam junto ao Pólo Sul (África e América do Sul).
 
 

Durante a primeira metade do Paleozóico o hemisfério Norte estava coberto pelo Oceano Pantalássico, o qual era rodeado por uma zona de subducção que constituía um "anel de fogo" análogo ao que actualmente rodeia o oceano Pacífico.
 

Em meados do Paleozóico, há cerca de 400 milhões de anos, a Paleo-Laurência e a Báltica colidiram, fechando-se, consequentemente, o oceano Iapetus. Esta colisão foi precedida em muitas zonas pela obducção de arcos insulares marginais, do que resultou a formação das cadeias montanhosas caledónica (na escandinávia, Grã-Bretanha e Groenlândia) e Apalachiana (na periferia oriental da América do Norte). Foram as orogenias Caledónica e Apalachiana.

Foi também a meio do Paleozóico que se estabeleceram riftes entre a China do Norte e do Sul e a margem indo-australiana da Gondwana, tendo-se as Chinas deslocado para norte através do oceano Paleo-Tethys.
 
 

O Devónico é conhecido como a "Idade dos Peixes", pois que, durante estes tempos, se registou grande evolução dos peixes, os quais se tornaram os predadores do topo da cadeia alimentar no final deste período.

Também as plantas tiveram evolução interessante, colonizando os continentes e tornando-se extremamente abundantes, em consequência do que se formaram grandes depósitos de carvão nas zonas pantanosas tropicais que cobriam as ilhas árcticas canadianas, o norte da Groenlândia e a Escandinávia.
 
 

No final do Paleozóico a maior parte dos oceanos que se tinha constituído devido à fragmentação da Panócia testavam em colisão, aglutinando-se novamente num supercontinente, a Pangea.

A Pangea, centrada no equador, distribuía-se desde o pólo norte até ao pólo sul, separando o oceano Paleo-Tethys (a oriente) do oceano Pantalassa (a ocidente).
 

Durante o Carbónico superior, na parte montanhosa da Pangea central, constituíram-se grandes depósitos de carvão numa faixa equatorial chuvosa. No Pérmico médio as montanhas da Pangea central localizavam-se já mais para norte, numa zona climática mais seca; o interior da América do Norte e da Europa do Norte tornaram-se progressivamente desérticas à medida que se ia constituindo uma cadeia montanhosa que bloqueava a chegada dos ventos húmidos equatoriais.
 
 

No Carbónico superior e no Pérmico inferior as regiões sul da Pangea (América do Sul setentrional, África do Sul, Antárctica, India e Austrália) estavam glaciadas. Existem também evidências de uma calote polar a norte, na Sibéria oriental, durante o Pérmico.
 

O termo "Pangea significa "todas as terras". Todavia, embora se designe o supercontinente constituído no final da Era Paleozóica por Pangea, provavelmente não abrangia todos os continentes que então existiam. No hemisfério ocidental, de ambos os lados do oceano Paleo-Tethys, havia continentes que continuavam separados do supercontinente Pangea. Estes continentes eram a China do Norte e a China do Sul, e um continente alongado, designado por Ciméria, que aglutinava partes da Turquia, do Irão, do Afganistão, do Tibete, da Indochina e da Malásia. A Ciméria parece ter derivado da margem indo-australiana da Gondwana durante o Permo-Carbónico.

Estes continentes (a China do Norte, a China do Sul e a Ciméria) derivaram para norte, em direcção à Eurásia, acabando por colidir com a sua margem siberiana durante I Triásico superior. Apenas após estas colisões é que todos os continentes ficaram aglutinados numa verdadeira Pangea.
 
 
 
 

As colisões continentais que conduziram à formação da Pangea iniciaram-se no Devónico e prolongaram-se até ao Triássico superior. De forma análoga, os processos de riftogénese que provocaram a fragmentação da Pangea verificaram-se em três episódios principais, desde o Jurássico médio até ao Cenozóico inferior.
 

O primeiro episódio de riftogénese iniciou-se no Jurássico médio, há cerca de 180 milhões de anos, tendo originado a separação entre a Laurásia (a Norte) e a Gondwana (a Sul). Após uma fase de actividade vulcânica ao longo da fronteira do que são hoje a costa ocidental a América do Norte e a costa noroeste de África, verificou-se a abertura do oceano Atlântico Central.

Esta movimentação de placas deu origem, também, ao Golfo do México, o qual foi criado por afastamento entre a América do Norte e a América do Sul.

Ao mesmo tempo, do outro lado de África, verificava-se vulcanismo extensivo ao longo das fronteiras entre a África, a Antárctica e Madagáscar, processo este cujo desenvolvimento viria a conduzir à criação do oceano Índico ocidental.
 

A abertura do Atlântico Central foi originada por rotação no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio da Laurásia (que aglutinava a Eurásia e a América do Norte). Neste processo, a América do Norte deslocou-se para norte e a Eurásia para sul. Em consequência, as florestas temperadas húmidas (que originaram grandes depósitos de carvão) existentes na Ásia oriental, no Jurássico inferior, foram sendo progressivamente substituídas por desertos (onde se constituiram depósitos evaporíticos), no Jurássico superior, à medida que a Ásia se deslocava de latitudes temperadas húmidas para latitudes subtropicais secas. 

Esta rotação no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio da Laurásia conduziu, também, ao encerramento do grande oceano em forma de V, o Tethys, que separava a Laurásia, a norte, da Gondwana em processo de fragmentação, a sul. 
 

A segunda fase de fragmentação da Pangea iniciou-se no Cretácico inferior, à 140 milhões de anos.

Na Gondwana, a abertura do Atlântico Sul conduziu à separação entre a América do Sul e a África. O processo de riftogénese do Atlântico Sul não foi sincrónico: iniciou-se a Sul e, progressivamente, foi-se propagando parta Norte. Essa é a razão porque o Atlântico Sul é mais largo a sul do que a norte.

Do outro lado, a Índia, juntamente com Madagáscar, separaram-se da Antárctica e da parte ocidental da Austrália, criando-se o oceano Índico.

No Cretácico ocorreu outro importante episódio de riftogénese, o qual conduziu à divisão da Laurásia: a separação entre a América do Norte e a Europa.
 

Também no Cretácico, verificou-se a rotação, no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, da Ibéria (afastando-a do que hoje é a França). 

Ainda no Cretácico, entre outros, verificou-se a separação entre a Índia e Madagáscar, a derivação de Cuba e Hispaniola e a elevação das Montanhas Rochosas (bem dos Andes) devido à zona de subducção existente do lado do Pacífico, 

Genericamente, o clima no Cretácico, tal como no Jurássico e no Triássico, era bastante mais quente do que o actual. Existiam dinossaurios e palmeiras quer a norte do círculo Árctico, quer na Antárctica e Austrália meridional. Embora seja possível que tenham existido gelos quer no Pólo Norte, quer no Pólo Sul, durante o Cretácico inferior, não existiram grandes calotes durante toda a Era Mesozóica.

As condições climáticas amenas existentes no Cretácico eram, em parte, devidas á grande quantidade de mares pouco profundos então existentes. Água quente das regiões equatoriais era transportada para latitudes mais altas, aquecendo as regiões polares. Os mares referidos tendiam, também, a amenizar os climas locais, à semelhança do que se verifica actualmente com o Mediterrâneo e o seu efeito amenizante do clima da Europa.

A existência destes mares pouco profundos deve-se não só às fases juvenis de abertura dos oceanos, mas também ao facto do nível eustático (isto é do mar) ser 100 a 200 metros superior ao actual (pois não havia grandes calotes glaciárias e a temperatura das águas era mais quente, ocupando o volume hídrico, consequentemente, maior volume). 

O Cretácico foi, também, um período de expansão rápida de criação de crosta oceânica, compensada, em geral, por subducção de crosta oceânica do que foi o oceano Pantalássico e que, na altura, correspondia já, de alguma forma, ao oceano Pacífico.

A terceira (e última) fase de fragmentação da Pangea verificou-se no Cenozóico Inferior. A América do Norte e a Groenlândia afastaram-se da Europa e a Austrália separou-se da Antárctica.

Os mais recentes episódios de riftogénese, verificados nos últimos 20 milhões de anos incluem: separação entre a África e a Arábia, abrindo o Mar Vermelho; criação do sistema de riftes da África Oriental; abertura do Mar do Japão por deslocação do Japão para oriente; e movimentação para norte da Califórnia e do México setentrional, com abertura do Golfo da Califórnia.

Embora vários novos oceanos se tenham começado a abrir no Cenozóico, a história da Terra nos últimos 66 milhões de anos é mais bem caracterizada como uma fase de intensa colisão continental. A mais significativa destas colisões foi a que se verificou entre a India e a Eurásia, que se iniciou há 50 milhões de anos.

Desde o Cretácico superior que a Índia se estava a aproximar da Eurásia á razão de 15 a 20cm/ano. Após ter colidido, no Cretácico superior, com arcos insulares marginais, a parte norte da Índia começou a ser subductada pela Eurásia, o que teve como consequência a elevação do plateau tibetano. Nesta colisão, a Ásia acomodou a maior parte da deformação (mais do que a Índia). Isso deve-se ao facto de que a Índia é uma unidade rígida litosférica, enquanto a Ásia é um aglutinado de fragmentos continentais, cujas suturas estão ainda quentes, podendo consequentemente ser facilmente reactivadas. Há medida que a Índia foi colidindo com a Ásia, estes fragmentos foram sendo comprimidos para norte e para oriente, reagindo como blocos individuais definidos por falhas de desligamento condicionadas pelas antigas linhas de sutura. A ocorrência de sismos ao longo destas falhas continua ainda no Presente, indiciando que o processo continua activo.
 

A colisão entre a Índia e a Ásia foi apenas uma das que derivaram do encerramento do grande oceano Tethys. De ocidente para oriente, as outras colisões continentais envolveram a Ibéria e a França (com formação dos Pirinéus), a Itália e a França / Suíça (com formação dos Alpes), a Grécia e os estados balcânicos (com formação das cadeias Helénica e Dinárica), Arábia e Irão (com formação da cadeia montanhosa de Zagros), e a mais recente entre a Austrália e a Indonésia.

Esta fase de colisões continentais provocou a elevação de grandes e altas cadeias de montanhas devido a compressão horizontal de litosfera continental. Embora os continentes ocupem o mesmo volume, a sua área diminuiu ligeiramente. Consequentemente, numa escala global, a área das bacias oceânicas aumentou ligeiramente no Cenozóico. Como as bacias oceânicas são maiores, podem acomodar mais água. Como resultado, e de forma genérica, o nível do mar tem vindo a descer nos últimos 66 milhões de anos.

Durante períodos de níveis do mar mais baixos as partes continentais emersas são, obviamente, maiores. Tal favorece a migração faunística (e mesmo florística) entre continentes, o clima adquire características mais sazonais e, provavelmente mais importante, o clima global tende a arrefecer. Isto acontece, em grande parte, porque as partes continentais emersas tendem a reflectir mais energia solar radiante do que os oceanos, que têm maior capacidade de absorção. Por outro lado, as massas continentais viabilizam um maior crescimento das calotes glaciárias, cujas superfícies brancas são muito reflectivas da energia solar. Este crescimento das calotes glaciárias, por sua vez, faz-se à custa de um maior abaixamento do nível do mar, do que resulta mais área emersa, etc. etc.

Estes mecanismos de ressonância (feed-back) são determinantes na evolução climática terrestre. Quando a Terra começa a arrefecer (ou a aquecer) os mecanismos positivos de ressonância fazem com que o sistema climático terrestre evolua no sentido de maior arrefecimento (ou aquecimento).

Na última metade do Cenozóico a Terra começou a arrefecer. Constituíram-se calotes glaciárias, primeiro na Antárctica e depois no hemisfério Norte. Nos últimos 5 milhões de anos a Terra ficou sujeita a um grande período frio. Poucas vezes a Terra, no decurso da sua história, foi sujeita a períodos tão frios como o verificado nos últimos 5 milhões de anos.