全球自然環境演化是指地球形成以來自然環境所經歷的全球變化。在46億年的發展過程中，地球表層各個圈層經歷了各具特徵又彼此呼應的歷史演化，反映著地球巨大的、不可逆的自然環境變遷。

根據各個圈層變化特點，以生物演化為主線，可把10^6～10^7年以上尺度劃分為五大自然環境發展階段：

①無機自然地理環境時期（距今3600～3800百萬年前，生命出現以前的地球演化階段）；

②古海洋自然地理環境時期（距今3800～410百萬年前，生命出現早期，海洋生物繁盛的地球演化階段）；

③古自然地理環境時期（距今410～250百萬年前，生物登陸後，陸地生物發展的地球演化階段，其生物群落與現代迥然不同）；

④古自然地理環境向現代自然地理環境過渡時期（距今250～65百萬年前，高階動物和高等植物繁衍的地球演化階段）；

⑤現代自然環境形成發展時期（距今65百萬年以來的地球演化階段）。

上述每個大的發展階段都可進一步劃分出時間尺度更短的若干演化階段。對全球自然環境變遷和演化規律的認識愈加深入，就可愈好地保護全球自然環境。