Eonul Proterozoic este unul dintre cei patru eoni de timp care formează istoria acestei planete. Este al treilea din patru eoni, primii doi cu puțină viață păstrată, ultimii doi cu ea. Eonii includ Hadeanul, Archeanul, Proterozoicul și Fanerozoicul. Proterozoic înseamnă „viața timpurie” și se extinde de la 2500 de milioane la aproximativ 542 de milioane de ani în urmă. În mod tradițional, toate epocile anterioare perioadei Cambrian (care a început în urmă cu 542 de milioane de ani) au fost denumite în mod informal „Pre-Cambrian”, dar mai recent aceste perioade de timp au fost împărțite și denumite.
Inițial, Eonul Proterozoic se referea la epoca anterioară apariției numeroaselor fosile multicelulare. Cu toate acestea, descoperirile relativ recente ale organismelor complexe pre-cambriene numite biota Ediacaran au aruncat această convenție în dezordine. Acestea au apărut însă doar cu câteva zeci de milioane de ani înainte de Cambrian, așa că conturul general al Proterozoicului este încă corect. Eonul Proterozoic este împărțit în trei ere geologice de durată aproximativ egală: Paleoproterozoic, Mezoproterozoic și Neoproterozoic.
Proterozoicul reprezintă mai mult de jumătate din istoria vieții pe pământ. Deși viața a apărut înainte de Proterozoic, o mare parte din ea este foarte prost conservată și se știe puțin despre ea. Chiar și detaliile fosile din Proterozoic sunt incomplete. Prima parte a erei a fost dominată, poate exclusiv, de organisme fotosintetice unicelulare care sunt descendenții cianobacteriilor de astăzi. Acestea s-au adunat uneori în colonii asemănătoare mărgele pe o sfoară. Unele dintre specimenele mai complexe au fost colonii strâns integrate de celule procariote, ajungând până la 1 mm în dimensiune, considerate a fi printre cele mai timpurii eucariote (celule complexe, mai mari).
La începutul Proterozoicului, atmosfera avea de 100 până la 1000 de ori conținutul de dioxid de carbon de astăzi, făcând-o mai asemănătoare cu atmosfera lui Marte decât cu Pământul de astăzi, cu care suntem familiarizați. Relativ brusc, în urmă cu aproximativ 2000 de milioane de ani, organisme unicelulare care produc oxigen, fotosintetizând, au evoluat, eliberând cantități uriașe de oxigen într-un eveniment cunoscut sub numele de catastrofa oxigenului. Acest lucru a ruginit tot fierul expus la suprafață, lăsând în urmă dovezi geologice numite formațiuni de fier cu bandă. Probabil că a provocat și extincția în masă în rândul organismelor incapabile să facă față unor concentrații atât de mari de oxigen.
Spre sfârșitul Proterozoicului, cu aproximativ 800 de milioane de ani în urmă, planeta a fost lovită de o eră glaciară atât de puternic încât mulți paleontologi cred că cea mai mare parte a Pământului a fost acoperită de ghețari. Această perioadă este numită Criogenian pentru temperaturile sale scăzute. În mod remarcabil, viața a supraviețuit, poate în lacuri puțin mai calde adânci sub suprafața rece, cum ar fi lacul Vostok de astăzi din Antarctica.
Până la sfârșitul Proterozoicului, au apărut strămoșii unicelulari ai animalelor, plantelor și ciupercilor de astăzi, precum și unele organisme primitive asemănătoare tulpinilor. În general, datele despre organismele proterozoice sunt foarte puține în comparație cu epocile care au urmat. Lipsite de cochilii dure, aceste organisme nu s-au conservat foarte bine. Cele mai comune rămășițe sunt microfosile misterioase numite acritarhi, care vin într-o varietate de forme și dimensiuni. Se crede că sunt fosilele protiștilor fotosintetici unicelulari.