前寒武纪的化石稀少，但在31亿年前的古老地层中已发现有原始菌、藻类的遗迹或遗体。前寒武纪以具有浮游的微生物和无核的到有核及单细胞的原生生物微化石为特征。约在20亿年前，大气圈才开始有氧的积累，在大气圈有相当的氧的含量后，生物得到了发展。由蓝-绿藻类衍生的底着叠层石广布于晚前寒武纪，而在约6.8亿年前出现有软躯体的多细胞的后生动物，称伊迪卡拉动物群。

对前寒武纪大部分时期的气候条件基本上还不了解，但已知在其晚期（约7亿年前）出现过广泛的冰川作用。前寒武纪岩体是金属矿产特别是铁、镍、金、铀和铜等的重要来源。铁矿床主要为沉积型，但也可能有属于火成成因的大型磁铁矿体。全世界镍产量的75%来自加拿大地盾安大略萨德伯里的一个大型侵入体。前寒武纪岩体中产出的金超过其他地质体的总和。现在世界金产量的一半来自南部非洲的威特沃特斯兰德的前寒武纪砾岩。其他有价值的矿产还有铂、银、铅、锌、铬、钴、锰、石墨、云母和滑石等。

前寒武纪地质学研究自地球形成开始，到寒武纪以前这一阶段的地球（主要是地壳）的特点及其演化的科学。是地质学的一个分支学科。

英国的A.塞奇威克于1836年首先建立了寒武纪，两年后又提出老于寒武纪地层这一前寒武系的概念。但当时称之为元古代。19世纪70年代北美地质学家开始进行前寒武纪地层的详细研究。美国的J·D·丹纳(1872)和S·F·埃蒙斯(1889)先后分别提出太古代和元古代这两个时代名称。1908年C·R·范海斯对美国和加拿大的上湖区的前寒武系进行研究，划分为两个地层单位，即：太古界和元古界。1955年美国地层命名委员会把它们合并为一个年代地层单位──前寒武系。后来，前寒武系二分被广泛承认，国际前寒武地层分会自1978年起就建议把它们分为同显生宙相并列的太古宙和元古宙两大时代单位。

20世纪60年代起，对地球早期历史的研究形成热潮。地层、岩石、构造、成矿作用，生物演化、同位素年代测定等方面的研究迅速开展起来，其中早前寒武纪绿岩带及地球早期地质演化等方面成就显著。