L'Hadéen période débute débute il y a environ 4,567 milliards d'années, au sein du disque protoplanétaire qui entoure le jeune Soleil. Les poussières silicatées, les grains métalliques, les glaces et les composés carbonés présents dans la nébuleuse solaire s'agglomèrent progressivement sous l'effet des collisions et de l'attraction gravitationnelle. Cette accrétion conduit à la formation de planétésimaux de quelques kilomètres, puis d'embryons planétaires de plusieurs centaines à plusieurs milliers de kilomètres de diamètre. La proto-Terre croît rapidement par collisions successives avec ces objets. Chaque impact libère une quantité considérable d'énergie cinétique transformée en chaleur, tandis que la compression gravitationnelle et la désintégration des isotopes radioactifs à courte période, notamment l'aluminium-26 et le fer-60, contribuent également à l'échauffement de l'intérieur de la planète.

Au cours des premiers dizaines de millions d'années, la température interne devient suffisamment élevée pour provoquer la fusion généralisée d'une grande partie de la planète. La Terre entre alors dans le stade de l'océan magmatique global. Cet océan de roches fondues, dont la profondeur peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres, voire davantage après les impacts les plus énergétiques, constitue le premier grand réservoir homogène de matière terrestre. Les mouvements convectifs y sont extrêmement rapides, favorisant un mélange efficace des matériaux primitifs hérités de la nébuleuse solaire.

Cette phase de fusion globale entraîne la première différenciation majeure de la planète. Les métaux liquides, principalement le fer et le nickel, beaucoup plus denses que les silicates fondus, migrent rapidement vers le centre sous l'effet de leur propre poids. Ce processus, connu sous le nom de catastrophe du fer, aboutit à la formation du noyau métallique. La descente du métal liquide libère une énergie gravitationnelle considérable qui accentue encore l'échauffement interne. Les éléments sidérophiles, tels que l'or, le platine, l'iridium, le cobalt ou une partie du nickel, suivent majoritairement le fer vers le noyau, tandis que les éléments lithophiles demeurent concentrés dans les silicates du manteau naissant. Cette séparation chimique fondamentale détermine encore aujourd'hui la répartition des éléments dans l'intérieur terrestre.

Le manteau primitif demeure alors largement fondu. À mesure que la planète rayonne sa chaleur dans l'espace, les premiers cristaux commencent à se former dans l'océan magmatique. Les minéraux les plus réfractaires cristallisent en premier, modifiant progressivement la composition du liquide résiduel. Cette cristallisation fractionnée conduit à une différenciation chimique supplémentaire du manteau. Certaines régions deviennent enrichies en éléments incompatibles, tandis que d'autres s'appauvrissent. Une partie de ces hétérogénéités pourrait être encore préservée aujourd'hui dans les régions profondes du manteau, notamment au voisinage de la couche D″.

Vers 4,51 à 4,47 milliards d'années avant le présent, la proto-Terre subit probablement le plus grand événement de son histoire : l'impact géant avec un corps de taille de Mars, généralement désigné sous le nom de Théia. Cette collision projette dans l'espace une énorme quantité de matériaux silicatés provenant principalement des couches externes de la Terre primitive. Ces débris s'accrètent rapidement pour former la Lune. L'impact réchauffe de nouveau une grande partie de la planète, recrée probablement un océan magmatique profond et modifie profondément la dynamique interne. Il contribue également à fixer la vitesse de rotation terrestre, l'inclinaison de l'axe de rotation et le système de marées qui influencera durablement l'évolution géologique et climatique de la planète.

Le refroidissement progressif de la surface permet ensuite la mise en place des premières croûtes solides. Ces croûtes primitives sont probablement basaltiques et relativement minces. Elles sont rapidement remaniées par les impacts météoritiques encore très fréquents durant le Grand Bombardement Tardif, entre environ 4,1 et 3,8 milliards d'années. Malgré ces destructions répétées, les premiers noyaux continentaux commencent progressivement à se mettre en place grâce à la différenciation des magmas et au recyclage des matériaux basaltiques.

Parallèlement, les premiers dégazages volcaniques enrichissent progressivement l'atmosphère primitive en vapeur d'eau, dioxyde de carbone, azote, soufre, monoxyde de carbone, méthane et divers gaz rares. L'atmosphère initiale, dominée par l'hydrogène et l'hélium hérités de la nébuleuse solaire, a probablement été rapidement dispersée par le vent solaire. L'atmosphère secondaire résulte essentiellement du dégazage interne de la planète. Lorsque la température superficielle devient suffisamment faible, la vapeur d'eau se condense pour former les premiers océans. Une partie de cette eau provient probablement du dégazage mantellique, tandis qu'une autre peut avoir été apportée par les chondrites carbonées et certains petits corps riches en glaces.

L'installation durable des océans modifie profondément le fonctionnement du système Terre. L'altération chimique des premières croûtes devient possible. Les échanges entre atmosphère, hydrosphère et lithosphère s'intensifient. Les premiers cycles géochimiques du carbone, du silicium, du soufre et de nombreux autres éléments commencent à fonctionner. Les océans deviennent progressivement le principal réservoir de chaleur superficielle et jouent un rôle essentiel dans la stabilisation du climat.

Bien qu'aucune trace directe d'organismes vivants ne soit connue pour l'Hadéen, certaines hypothèses suggèrent que les conditions chimiques et thermiques de cette époque ont préparé l'émergence des premières molécules organiques complexes, précurseurs de formes d'orgabismes vivants archaïques.