Het Precambrium is, in de geschiedenis van de aarde, de tijdspanne van de vorming van de aarde tot het begin van het Cambrium, van 4560 miljoen jaar geleden (4,56 Ga) tot 539 miljoen jaar geleden (539 Ma). Daarmee vertegenwoordigt het Precambrium ongeveer 88% van de totale geologische geschiedenis van de aarde. Deze haast onvoorstelbare duur van de geologische aardse geschiedenis wordt uitgedrukt in het concept diepe tijd. Gesteente uit het Precambrium vormt 20% van het huidige aardoppervlak.
Vroege natuuronderzoekers verwonderden zich over de schijnbare afwezigheid van fossielen, en gebruikten ook wel de naam Cryptozoïcum, tijdperk van verborgen leven, of Azoïcum, tijdperk zonder leven. Later ontdekte men dat er wel degelijk leven in het Precambrium voorkwam, zij het in onopvallende, eenvoudige vormen. Er was sprake van een vreemde, slecht herkenbare wereld. Het aardoppervlak was minder stabiel, het klimaat wisselde van extreme koude tot zinderende hitte, en de aardatmosfeer bevatte giftige gassen.
Het onderzoek naar het Precambrium behelst enkele van de belangrijkste vraagstukken uit de natuurwetenschap, met name hoe de aarde ontstond, hoe de oceanen en continenten zich vormden, en hoe het leven verscheen. Het Precambrium omvat drie van de vier hoofdtijdperken of eonen van de geologische tijdschaal: respectievelijk het hadeïcum, het archeïcum en het Proterozoïcum. Het hadeïcum (tot 4,0 miljard jaar) is de tijd tussen het ontstaan van de aarde en de oudst bekende gesteenten. In dit eon ontstond het zonnestelsel uit een roterende wolk gas en stof. De kennis over de begintijd van de aarde is, vanwege de afwezigheid van gesteente uit die tijd, vooral afkomstig van computermodellen. Het archeïcum, tussen 4,0 en 2,5 miljard jaar geleden, is het eon van de oudste gesteenten en de vorming van kratons, de kernen van de latere continenten.
De aardatmosfeer was in het archeïcum een voor het leven van vandaag giftig mengsel van stikstof, methaan en koolstofdioxide. Er was in het archeïcum echter al sprake van eenvoudige levensvormen. In het Proterozoïcum (2,5 tot 0,54 miljard jaar geleden) begon de moderne platentektoniek. IJstijden waarin vrijwel de hele planeet met ijs bedekt was, werden afgewisseld door warmere perioden. De opkomst van cyanobacteriën, organismen die in staat zijn tot fotosynthese, zorgde ervoor dat de oceanen en de aardatmosfeer geleidelijk zuurstofrijker werden. Dit maakte de ontwikkeling van eencellige eukaryoten mogelijk, en vervolgens van meercellig leven: complexere levensvormen, die hun gaswisseling op zuurstof baseren en zich seksueel voortplanten.
De chronologische onderverdeling van het Precambrium volgens de ICS, is onderaan dit artikel te vinden.
Onderzoek naar het Precambrium De geologische tijdschaal is in de wetenschapsgeschiedenis van de aardwetenschap geleidelijk ontstaan. Met het principe van laterale continuïteit, stelden de eerste stratigrafen begin 19e eeuw vast dat gesteentelagen met bepaalde fossielen over grote afstanden te volgen zijn. De eerste benamingen uit de tijdschaal dateren van 1822: de Belg Omalius d'Halloy gaf het krijt zijn naam, en de Engelse geologen Conybeare en Phillips bedachten die van het carboon. Adam Sedgwick gaf in de jaren 1830 de naam Cambrium aan een opeenvolging van aardlagen in Wales. Daarna definieerden Britse en Franse onderzoekers meer van zulke opeenvolgingen, die ze systemen noemden: zoals het devoon, het jura of het siluur. Met de wet van superpositie stelde men de volgorde van deze systemen vast: de jongere lagen worden altijd boven de oudere aangetroffen. Het oudste systeem was het Cambrium, daarop volgde het Ordovicium, dan het siluur, enzovoorts. Hetzelfde principe bleek, aan de hand van de - voor iedere geologische periode - karakteristieke fossielen, ook toepasbaar op het Europese continent en in Rusland, en vervolgens ook in andere werelddelen.
Het indelen van de oudere lagen, de aardlagen onder die van het Cambrium, bleek onmogelijk. Deze lagen leken namelijk geen fossielen te bevatten, zodat ze niet goed op andere plekken herkend of bij bekende systemen ingedeeld konden worden. Veel geologen dachten tot 1900 dan ook dat er in de periode voorafgaand aan het Cambrium nog geen leven op aarde was. Lagen van deze ouderdom werden samen het "Precambrium" genoemd, omdat ze ouder dan het Cambrium zijn.
thumb|Kratons en schilden in de huidige continenten. De kleuren geven de ouderdom aan.
Voorkomen van precambrisch gesteente Er liggen in alle huidige continenten een of meer kratons, stukken aardkorst uit het Precambrium. Daar liggen jongere orogene gordels (waar gebergtevorming plaatsvindt) tussen. Kratons zijn stabiele delen van continenten, waar weinig tektonische beweging voorkomt en waar de overgang tussen korst en mantel diep ligt. Ze bestaan uit schilden, aaneengesloten gebieden waar het kraton aan het oppervlak ligt, en platforms, gebieden waar jonger gesteente de gesteenten uit het Precambrium bedekt.Levin & King 2017 Dit patroon pleit voor het idee dat in het archeïcum alleen kleine blokken van continentale korst bestonden, die in de loop van het verdere Precambrium aangroeiden tot de omvang van de huidige continenten.
De meeste kratons hebben een of meer kernen uit het archeïcum, ze zijn ouder dan 2,5 miljard jaar. Zulke oude, archeïsche kernen worden op hun beurt vaak ook kratons genoemd. Ze hebben een beperkte omvang: hooguit 480 km breed. De archeïsche kernen hebben abrupte randen, waar ze van elkaar worden gescheiden door jongere gordels van intens vervormd gesteente. Deze orogene gordels zijn de restanten van wat ooit gebergten waren. Ze werden gevormd tijdens het laatste deel van het archeïcum, of in de loop van het Proterozoïcum, tussen 3,0 en 1,0 miljard jaar geleden. Deze opbouw van kratons suggereert dat ze geleidelijk rond de archeïsche kernen aangroeiden, door botsing en accretie van blokken aardkorst, en ging gepaard met gebergtevorming.
Gesteenten uit het Precambrium bevatten op het eerste gezicht weinig aanwijzingen. De omstandigheden waarin ze ontstonden zijn daardoor moeilijk te reconstrueren. Ze zijn grotendeels kristallijn van aard. In het geval van dieptegesteente zijn de kristallen ontstaan door langzame stolling van magma, diep onder het aardoppervlak. Bij metamorf gesteente zijn de kristallen over oudere textuur heen gegroeid, waardoor oorspronkelijke kenmerken verdwenen. Veel gesteente uit het Precambrium bestaat uit een combinatie van de twee typen: respectievelijk gneis of granietachtig gesteente. Het heeft meestal meerdere fases van rekristallisatie en deformatie ondergaan. Precambrisch gesteente dat slechts licht is gerekristalliseerd of vervormd is relatief zeldzaam. Dit is, samen met de afwezigheid van fossielen, de reden waarom de geschiedenis van het Precambrium in veel minder detail bekend is dan die van latere periodes.
Archeïsche kratons bestaan uit drie verschillende soorten gesteentevoorkomens: granuliet-gneis; aan het aardoppervlak gevormd ("suprakrustaal") gesteente; en magmatische intrusies van granietachtig gesteente. Terreinen van gneis vormen ongeveer 80-90% van de kratons en vertegenwoordigen het diepere deel van de precambrische aardkorst. Gneis is een sterk vervormd, bij hoge temperatuur gerekristalliseerd gesteente. Wegens de hoge temperatuur waaraan het heeft blootgestaan is de meeste Archeïsche gneis granuliet. Dit soort gesteente ontstaat alleen in de diepste delen van de aardkorst.
thumb|Archeïsche Yilgarnkraton in het zuidwesten van Australië
Een klein deel van archeïsche kratons bestaat uit sedimentair of extrusief gesteente. Extrusief gesteente is vulkanisch gesteente. Zulk "suprakrustaal" gesteente kan direct bewijs voor de omstandigheden aan het aardoppervlak bevatten. Het komt voor als groensteengordels: langgerekte, trogvormige, synclinale lichamen omringd door een zee van granulietgneis. De naam groensteen komt van de groenige mineralen die kenmerkend zijn voor de lichtere graad van metamorfose. Vaak zijn primaire structuren nog te herkennen: in groenstenen komen bijvoorbeeld lavastromen met kussenstructuren voor. Zulke structuren vormen alleen als lava onder water uitvloeit, en zijn daarom bewijs voor het bestaan van zeeën van vloeibaar water. Aan het oppervlak gevormd Archeïsch gesteente ontstond alleen in de zeeën aan de rand van continenten. Soorten gesteente die kenmerkend voor de wijde, ondiepe zeeën van het continentaal plat ontbreken. Uit het archeïcum komen enkele bijzondere types gesteente die in latere tijden niet meer werden gevormd. Komatiieten zijn lava's met een hogere smelttemperatuur dan tegenwoordig op aarde voorkomt. Banded iron formations zijn sedimenten die hoge concentratie ijzererts bevatten.
De afbeelding laat het archeïsche Yilgarnkraton in het zuidwesten van Australië zien met de verdeling in granulietgneis en groensteengordel. Onder staat een doorsnede van een groensteengordel: een trogvormige structuur omringd door gneis. De standaardopeenvolging van gesteentes in een groensteengordel bestaat uit: vulkanisch gesteente, onder ultramafisch tot boven felsisch, sedimentair gesteente en graniet-achtige intrusies.
Zowel granuliet-gneis als groensteengordels worden doorsneden door intrusies van graniet-achtig jonger gesteente. De intrusies waren waarschijnlijk latere toevoegingen van felsisch, silicarijk gesteente aan de groeiende continenten.
Schijnbare afwezigheid van fossielen thumb|Discordantie tussen het Cambrium en het Precambrium Darwin vermoedde al in 1859 dat er ook vóór het Cambrium reeds leven op aarde aanwezig was, maar had daarvoor geen bewijs. In het jaar daarvoor (1858), bracht de Canadese geoloog W.E. Logan monsters van precambrische kalksteenlagen uit de omgeving van Montréal, naar wetenschappelijke conferenties. In deze lagen waren kleine, schelpachtige structuren 'ontdekt'. Logan twijfelde of het daadwerkelijk om kleine fossielen ging. Hij deelde zijn monsters met de Canadese geoloog J.W. Dawson, die de fossiele soort Eozoon noemde, oftewel dageraaddier. De ontdekking was omstreden en werd niet algemeen geaccepteerd. Bij nadere bestudering bleek dat de structuren door verwering ontstaan waren en geen biologische oorsprong hadden.Schopf 2000 Verdere 'ontdekkingen' van fossielen uit het Precambrium golden daarna lang als verdacht.
De discordantie tussen het Cambrium en het Precambrium in de Grand Canyon is op de foto te zien. De horizontale lagen uit het Cambrium liggen boven, met daaronder de lagen uit het Precambrium. Door de diepe inslijting van de Colorado zijn in de Grand Canyon gesteentelagen van sterk uiteenlopende ouderdom samen zichtbaar. Het was een van de plaatsen waar de eerste sporen van leven uit het Precambrium werden ontdekt.