原始地球形成后的几亿年，由于上述三种效应，其内部逐渐变热使局部熔融并超过铁的熔点，原始地球中的金属铁、镍及硫化铁熔化，并因密度大而流向地球的中心部位，从而形成液态铁质地核。同时，地球的平均温度进一步上升（可达约2000℃），引起地球内部大部分物质熔融，比母质轻的熔融物质向上浮动，把热带到地表，经冷却后又向下沉没。这种对流作用控制下的物质移动，使原始地球产生全球性的分异，演化成分层的地球，即中心为铁质地核，表层为低熔点的较轻物质组成的最原始的陆核，陆核进一步增生、扩大形成地壳。地核与地壳之间为地慢。分异作用是地球内部最重要的作用，它导致了地壳及大陆的形成，并导致大气和海洋它形成。
氢和氧结合成的水，原先潜藏于一些矿物中，当原始地球变热并部分熔融时，水释放出来并随熔岩运移到地表，大部分以蒸气状态逸散，其余部分在漫长的地质历史进程中逐渐充满大洋。
在原始地球变热而产生分异作用的过程中，从地球内部释放出来的气体形成了大气圈。早期地球的大气圈成分与现代不同，正是由于紫外辐射的能量促使原始大气成分之间发生反应，从无机物质生成有机小分子，然后发展成有机高分子物质组成的多分子体系，再演变成细胞，生命得以开始和进行。经过早期分异阶段，地幔固结，原始地壳和大陆发育，并形成了大洋和大气圈。
