La croûte terrestre se stabilise progressivement pendant l'Archéen, avec la formation des premiers cratons, noyaux stables des futurs continents. Ces cratons, constitués essentiellement de gneiss et de roches vertes (greenstone belts), témoignent d'une activité tectonique intense mais différente de la tectonique des plaques actuelle. Les conditions thermiques étaient bien plus élevées, favorisant la fusion partielle des roches et l'apparition de vastes provinces magmatiques.

L'atmosphère de l'époque était très différente de celle d'aujourd'hui, pauvre en oxygène libre mais riche en gaz volcaniques comme le dioxyde de carbone, le méthane et l'ammoniac. L'absence d'ozone permettait un rayonnement ultraviolet intense atteignant la surface, ce qui a eu des implications sur l'évolution des premières formes d'organismes vivants. Les océans archéens, formés très tôt dans cet éon, étaient riches en fer dissous, ce qui a donné naissance aux premières formations de fer rubané (Banded Iron Formations) qui caractérisent cette période.

C'est durant l'Archéen que les organismes vivants apparaîssent et se diversifient pour la première fois de manière significative. Les micro-organismes procaryotes, en particulier les bactéries et les archées, colonisent les milieux aquatiques. Les plus célèbres traces de cette vie primitive sont les stromatolites, structures laminées formées par l'activité des cyanobactéries, qui apparaissent vers 3,5 milliards d'années. Ces organismes commencent à produire de l'oxygène par photosynthèse, amorçant un processus lent qui transformera radicalement l'atmosphère terrestre au Protérozoïque.

Les roches archéennes, rares mais précieuses, révèlent également des zircons datés jusqu'à 4,0 milliards d'années, fournissant des indices sur les conditions de la croûte terrestre primitive. Ces minéraux témoignent de cycles géochimiques complexes et de la présence d'eau liquide à la surface très tôt dans l'histoire de la planète.

L'Archéen représente donc une étape clé où se mettent en place les premiers continents, les océans primordiaux et la biosphère microbienne. Les processus géologiques et biologiques initiés à cette époque influenceront toute l'évolution ultérieure de la Terre, marquant le début d'un long chemin vers un monde plus complexe et oxygéné.

Les ères archéennes.
L'Archéen est subdivisé en quatre ères successives : l'Éoarchéen, le Paléoarchéen, le Mésoarchéen et le Néoarchéen. Chacune de ces subdivisions se caractérise par des événements géologiques et biologiques distincts qui illustrent l'évolution progressive de la Terre primitive, entre une situation encore instable vers un monde plus structuré, où la géologie et la biologie s'influencent mutuellement. 

Éoarchéen.
L'Éoarchéen, entre 4,0 et 3,6 milliards d'années, correspond aux premiers instants de stabilisation de la croûte terrestre après l'Hadéen. Les plus anciens cratons, comme l'Acasta au Canada ou les roches de Jack Hills en Australie, remontent à cette époque. Des zircons datés de cette période montrent déjà la présence d'eau liquide en surface, suggérant l'existence d'océans précoces. Les preuves d'organismes vivants sont encore rares et indirectes, mais certaines microstructures laissent entrevoir une activité biologique primitive.

Paléoarchéen.
Le Paléoarchéen, entre 3,6 et 3,2 milliards d'années, voit l'apparition des premiers stromatolites et des traces indiscutables d'organismes procaryotes. L'activité volcanique reste intense. Elle donne naissance à de vastes ceintures de roches vertes. Les premiers grands cratons commencent à se développer, comme ceux du Kaapvaal en Afrique du Sud et du Pilbara en Australie. La photosynthèse oxygénique débute probablement à cette époque, et amorce une lente accumulation d'oxygène dissous dans les océans.

Mésoarchéen.
Le Mésoarchéen, s'étendant de 3,2 à 2,8 milliards d'années, se caractérise par une augmentation de la stabilité continentale. Les cratons fusionnent et s'agrandissent, créant des masses continentales plus étendues. Les stromatolites deviennent abondants, témoignant d'une vie microbienne florissante dans les environnements marins peu profonds. Des dépôts de fer rubané apparaissent, indiquant une interaction accrue entre l'oxygène produit biologiquement et le fer dissous dans les océans.

Néoarchéen.
Le Néoarchéen, entre 2,8 et 2,5 milliards d'années, constitue l'apogée de l'évolution archéenne. De vastes continents sont désormais en place et les processus tectoniques s'apparentent progressivement à ceux de la tectonique des plaques actuelle. L'activité biologique connaît un essor, et la production d'oxygène par les cyanobactéries s'intensifie, préparant la Grande oxydation du Protérozoïque. Les formations de fer rubané atteignent un développement maximal avant de décliner lorsque l'oxygène devient plus abondant dans l'eau et l'atmosphère.