前寒武纪始于地球形成的46亿年前，终于寒武纪的起点时间约5.41亿年前，时距长达约40亿年。1838年，A.塞奇威克将英国威尔士凯纳翁歇尔地方的变质岩和伴生的火山岩置于寒武纪沉积层之下，并建议所有比寒武纪更老的地层称为原生界（Protozoic）。1854年，英国W.E.洛根将加拿大产化石的沉积层之下的变质岩称为劳伦系。1855年，他和T.S.亨特又将不整合在含化石层之下新于劳伦系的地层称为休伦系。1860年，J.W.道森以始生界（Eozoic）称呼所有老于寒武纪的地层。1872年，J.D.丹纳又用太古界一名于全部前寒武纪岩石。其后，美国地质调查局采用C.D.沃尔科特1889年创名的阿尔冈界（Algonkian）代表变质较轻的前寒武系碎屑岩和火山岩，而用太古界代表高度变质的结晶岩系。1900年，W.C.布勒格用始寒武（意指寒武纪的最初期）代表斯堪的纳维亚产早寒武三叶虫化石（Holmia）页岩之下的一段沉积层。1922年，A.W.葛利普根据中国地质学者的资料和要求提出震旦系，作为紧接寒武系之下、深变质岩系之上的一个系级年代地层单位。1945年，N.S.沙茨基根据苏联晚前寒武纪地层提出里菲界术语。1964年，W.B.哈兰根据挪威地层，提出用底寒武或瓦兰格（Varangian）作为前寒武系最上部的一个系名。

前寒武纪正式地质年代名称创始于19世纪末叶。1872年，丹纳用太古代作为太古界的年代名称。1887年，S.F.埃蒙斯命名元古代，作为阿尔冈界的年代名称。20世纪初，C.R.范海斯将北美的太古界和太古代、阿尔冈界和元古代应用到世界范围。1930年，G.H.查德威克将全部地质时代分为两部分，寒武纪以前称为隐生宙，寒武纪到第四纪称为显生宙。

1977年，国际地层委员会前寒武纪地层分会第四次会议上将前寒武纪分为太古宙和元古宙，界线放在25亿年。1979年在前寒武纪地层分会第五次会议上，将太古宙三分，年龄界线分别为35亿年和29亿年；将元古宙三分，年龄界线分别为16亿年和9亿年。1991年国际地层委员会前寒武纪地层分会第九次会议上决议，把太古宙分为4个代，从下而上为始太古代、古太古代、中太古代和新太古代；将元古宙划分为三个代，自下而上为古元古代、中元古代和新元古代。1989年中国全国地层委员会决定，除采用国际太古宙四个代的划分方案外，也采用元古宙3个代的划分方案，但界线置于18亿年和10亿年。