Тектоника. На протяжении архея структурно разделилась литосфера – обособились участки с земной корой океанического и континентального типа. В начале архея активно протекали интрузивный магматизм и трещинный вулканизм, начались процессы метаморфизма. Метаморфизму подвергались как вулканогенные образования основного и ультраосновного состава, так и обломочные осадки, накопившиеся в неглубоких бассейнах. В результате возникли два комплекса древнейших горных пород Земли: кристаллических сланцев зеленокаменных поясов, а также гранитов и гранито-гнейсов. Породы этих комплексов вскрыты в Канадском, Балтийском и других кристаллических щитах. Первые в истории Земли граниты образовали гранитоидные купола – овальные структуры диаметром до 100 км (эти купола позднее стали ядрами древних платформ). Поверхность куполов являла собой небольшие и низкие участки суши, разделенные океанами – мелководными бассейнами с пологими бортами. В раннем архее на периферии гранитоидных куполов начались процессы складкообразования, сопровождавшиеся региональным метаморфизмом. Возникавшие горно-складчатые сооружения соединяли купола, формируя все более крупные массивы коры материкового типа. В результате к середине протерозоя закончилось формирование кристаллических фундаментов древних платформ – в течение архея и раннего протерозоя докембрийские платформы переживали доплатформенный и доплитный этапы развития. Примерно 2,9–2,7 млрд лет назад произошло первое покровное оледенение. О нем свидетельствуют тиллоиды (сходные с тиллитами породы), вскрытые в верхнеархейском комплексе Витватерсранд Южной Африки. В океанах распространились простейшие формы жизни, деятельность которых обусловила накопление осадочных пород органогенного типа.
Органический мир. Древнейшие свидетельства жизни – следы углерода, накопленного фотосинтезирующими бактериями. Углерод найден в морских отложениях формации Исуа (возраст 3,7 млрд лет) на западе Гренландии. В мелководных архейских морях возникли строматолиты – самые ранние карбонатные постройки органогенного происхождения, внешне напоминающие коралловые. Строматолиты – продукт деятельности одноклеточных безъядерных организмов (прокариот), представленных архебактериями и эубактериями, в том числе – сине-зелеными водорослями, распространившимися не менее чем 3,5 млрд лет назад. Изобилие бактерий 2,5 млрд лет назад привело к появлению свободного кислорода в атмосфере.
Современными свидетельствами возможности жизни при экстремальных условиях (высоких температурах или морозе, в растворах кислот или щелочей, в темноте и отсутствии кислорода) служит следующие факты. В гипертермальных водах (85 ºС) гейзеров Йеллоустонского парка обнаружены термофильные бактерии, питающиеся растворами солей; одноклеточные микроорганизмы представлены также в кипящих (около 100 ºС), насыщенных кислотами выбросах черных курильщиков дна океана.