Aan de hand van informatie opgeslagen in gesteentelagen tracht de geologische wetenschap de wordingsgeschiedenis van de aarde te begrijpen. Geologen bestuderen gesteentelagen in het veld  en in boringen, en nemen monsters voor laboratoriumonderzoek. Akoestische en electromagnetische technieken worden aangewend om de diepe ondergrond te interpreteren.

De aardkorst bestaat uit zgn. tektonische platen (kijk op youtube eens bij “plate tectonics” voor mooie animaties), die met snelheden van enkele centimeters per jaar bewegen. Sommige platen schuiven naar elkaar toe (convergent), andere van elkaar af (divergent). Bij convergentie ontstaan in de aardkorst scheuren, aardbevingen, vulkanen, bergketens, en gaat aardkorst verloren. Bij divergentie groeien de platen.

Inmiddels hebben geologen een tamelijk compleet beeld van de wordingsgeschiedenis van Nederland vanaf de Cambrium periode (540 miljoen jaren (Mj) geleden). Het stukje aardkorst, dat we nu Nederland noemen, lag destijds bij de Zuidpool tegen wat tegenwoordig Noordwest-Afrika is. Nederland behoorde tot het grote continent Gondwana, maar scheurde zich los. Vanaf ca. 500 Mj geleden reisde Nederland op een relatief kleine plaat, Oost-Avalonia genaamd, noordwaarts naar warmere streken. Oost-Avalonia omvatte het huidige Nederland, België, Noord-Duitsland, Engeland, Zuid-Ierland, en was grotendeels bedekt door een ondiepe zee. Toen Oost-Avalonia samenging met eerst Baltica (o.a. Scandinavië omvattend) en vervolgens Laurentia (Schotland, Groenland en delen van N-Amerika) ontstond het continent Laurussia (420 Mj). T.g.v. de plaatbotsingen ontstond ten noorden van Nederland het Caledonisch gebergte, een keten zo hoog als de huidige Himalayas. Door de daaraan gerelateerde bodemopheffing viel Noord-Nederland droog. Ons land lag toen nog op het zuidelijk halfrond, niet ver van de evenaar en had een droog, subtropisch klimaat. Koraalriffen groeiden in de zee, die Zuid-Nederland bedekte. Ook België kende in die periode koraalriffen, die in versteende vorm als de bekende blauwe hardsteen in dagbouw worden ontgonnen. In Noord-Nederland vond woestijnvorming plaats met zand aangevoerd vanuit het eroderende Caledonische gebergte [in boring Winterswijk-1 op 5000 meter diepte aangetroffen kwartsitische zandsteen (Boven-Devoon) is ongeveer 370 miljoen jaren oud. Het zand bezonk nabij een kust, het water was vermoedelijk te troebel voor koraalgroei].

Het continent Gondwana, waarvan Nederland zich eerder had afgesplitst, was ook op drift geraakt. Het smolt samen met Laurussia tot het supercontinent Pangea (320 Mj), waarbij ten zuiden van Nederland het Varistisch hooggebergte ontstond in een gebied, dat tegenwoordig o.a. Bretagne, Normandië, Ardennen, Eifel en Sauerland beslaat. Nederland, toen onderdeel van Pangea, schoof dichter naar de evenaar en werd tropisch warm. T.g.v. het gewicht van de bergen boog de aardkorst door en ontstond een dalende laagvlakte langs de Varistische bergketen. In Nederland, gelegen in de laagvlakte, werd de daling gecompenseerd door zand en klei aangevoerd vanuit het Varistisch gebergte. Het klimaat leek wereldwijd op het huidige, inclusief ijstijden, waardoor het zeeniveau flink fluctueerde. Tropische moerasbossen groeiden op onze laagvlakte, maar regelmatig won de zee terrein en overspoelde tijdelijk het land, waarna de moerasbossen zich weer herstelden. De steenkoollagen in ondermeer Nederland, België en Duitsland zijn versteende resten van deze moerasbossen [bij Winterswijk is steenkool op winbare diepte aangeboord]. Aan het einde van de Carboon periode (300 Mj) had de zee zich volledig teruggetrokken. Nederland was de evenaar gepasseerd en een warm, droog tijdperk brak aan. In de laagvlakte, die Noord-Nederland toen was, ontstonden woestijnduinen, zoute woestijnmeren en wadi’s afkomstig van de Varistische bergen ten zuiden van Nederland. De woestijnduinen zouden later het Groningse aardgas bevatten. 

Zo’n 270 Mj geleden verschenen de eerste scheuren in het supercontinent Pangea en ontstonden zeeopeningen naar de Nederlandse laagvlakte, waardoor de noordelijke helft van Nederland episodisch overstroomde en droogviel. Nederland lag op de breedtegraad van de huidige zuidelijk Sahara. Door verdamping van zeewater ontstonden kalk- en zoutlagen tot honderden meters dik, die toekomstige aardgasreservoirs zouden afsluiten en waarvan het zout momenteel in Groningen en Friesland wordt geëxploiteerd [dit zgn. Zechstein zout ligt bij Winterswijk op slechts enkele honderden meters diep]. Gedurende de volgende tientallen miljoenen jaren bleef het rommelen in Pangea. Na de kalk- en zoutafzettingen zou Nederland weer voor lange tijd droogvallen en een warm en droog klimaat behouden. Nederland werd bedekt door rood gekleurd woestijnzand [deze zgn. Bontzandsteen wordt op akkers aangetroffen in Kotten], waarna vervolgens de zee terugkeerde. Ook toen (250-240 Mj) ontstonden door indamping kalk- en zoutlagen, die in Oost-Nederland worden gewonnen [de Muschelkalk groeve, waar kalksteen wordt gewonnen, en zoutwinning in Twente]. In de woestijnzanden zouden veel later een aantal kleine aardgasreservoirs ontstaan.