A kihűlt legelső kőzetburok az egész bolygót beborította és a szilárd anyagból kiszabaduló gázokból jött létre a Föld elsődleges légköre, amely feltételezhetően hidrogénből, héliumból, metánból, ammóniából, kén-hidrogénből és vízgőzből állhatott. E kozmikus gázok mintegy 1 milliárd év alatt elillantak a világűrbe. Az átmenetileg légkör nélkül maradt bolygó felszínére igen sok meteorit hullott, hiszen légkör hiányában még a kisebb meteoritok sem égtek el. Az óriás meteoritok pedig hatalmas krátereket mélyítettek a felszínbe, s eközben jelentős súrlódási hő keletkezett. A becsapódás során magmává olvadtak a kőzetek, ami heves tűzhányó-tevékenységet indított meg. A Föld másodlagos légköre pedig e vulkáni működések során felszabaduló gázokból, szén-dioxidból, nitrogénből, valamint vízgőzből állt össze úgy 3,6 milliárd évvel ezelőtt. A Föld fokozatosan lehűlt és az új légkör pedig az előzőnél nehezebb elemekből állt, így a Föld vonzóereje már meg tudta tartani.
A Föld kőzetburkának a maihoz hasonló szerkezetformálódása csak a másodlagos légkör kialakulása után kezdődhetett meg, ekkor már szinte csak a belső erők irányították. A légkör időjárása révén fokozatosan megjelentek a ma is ismert külső felszínformáló erők. Az ősidő kezdetén, a felfelé törő magmaáramlások következtében megindult az egységes kőzetburok lemezekre való tagolódása. A hasadékvölgyek résein, repedésein feljutó bazaltos magma, illetve láva a lemezek szegélyéhez szilárdulva egyre szélesedő óceáni kéregrészeket hozott létre. Mivel a légkör vízgőztartalma a mainak sokszorosa volt és a jelentős lehűlésnek köszönhetően a vízgőz hosszan tartó, heves esőzések révén tudott visszatérni a felszínére. Ezek az esőzések vízzel töltötték fel a hatalmas óceáni medencéket, így megszületett az ősóceán. Ezek után pedig kezdetét vette a vízburok kialakulása és a víz örök körforgása. Az ősóceánban egyre halmozódtak a tengeri üledékek. Az alábukó kőzetlemezek találkozásánál kialakultak a mélytengeri árkok, melyek hatalmas mennyiségű üledéket gyűjtöttek magukba. Mintegy 3 milliárd évvel ezelőtt az elsőként megszilárdult kéreg darabjain hegységek jöttek létre, s ezáltal alakultak ki a későbbi kontinensek magjai, a mai ősföldek. Az óceánokban pedig megjelentek az élet első formái.
A bioszféra fejlődésében nagy változások következtek be, amikor olyan szervezetek jelentek meg, amelyek a vízből oxigént állítottak elő, és jellemzőjük volt, hogy a szerves anyagokat lényegében a ma is ismert fotoszintézissel hozták létre. Ezek a cianobaktériumok voltak, melyek tevékenysége révén magas koncentrációban jelent meg a földi légkörben az oxigén, míg lassan elérte a mai koncentráció századrészét. Ekkor vált lehetővé, hogy az élőlények az energiát erjesztés helyett légzéssel állítsák elő, ami az erjesztésnél hatékonyabb energiaelőállítási mód. Közben az ózonréteg vastagodott, egyre jobban védett az UV sugárzástól, így az élő szervezetek kevésbé szorultak a vízréteg védelmére. Benépesültek a vizek felső, napfényben gazdag rétegei, fokozódott a fotoszintézis és ezzel az oxigéntermelés. Az élővilág létrehozta a számára kedvező, a maihoz hasonló légkört, így fejlődése felgyorsult és utolsó félmilliárd évben kialakult a soksejtű élővilág.
Az ősidő tehát a Föld fejlődésének nemcsak a leghosszabb, hanem egyben a leglényegesebb változásokat hozó szakasza is.
