Derde van de vier eons waarin de aardgeschiedenis wordt onderverdeeld, lopend van 2,5 miljard jaar geleden tot 541 miljoen jaar geleden, waarin de atmosfeer langzaam zuurstof begon te accumuleren, en later de Eukaryota ontstonden
Het Proterozoïcum volgt op het Archeïcum. Het leven, dat waarschijnlijk aan het begin van het Archeïcum op aarde ontstaan is, kende gedurende het hele Archeïcum en een groot deel van het Proterozïcum alleen eenvoudige prokaryotische cellen van de twee evolutionaire hoofdlijnen Bacteria en Archaea. Maar terwijl gedurende het Archeïcum de atmosfeer nog anoxisch (zuurstofloos) was, begon in het Proterozïcum het zuurstofgehalte te stijgen tot ongeveer 2%. De oorzaak hiervoor ligt in het ontstaan van de Cyanobacteria, een bacteriegroep die de oxygene fotosynthese “uitvond”, een type fotosynthese met twee fotosystemen waarbij zuurstof geproduceerd wordt. De oudere anoxygene fotosynthese (ook genoemd bacteriële fotosynthese) kwam al bij verschillende bacterielijnen voor, maar dit type fotosynthese produceert geen zuurstof.
Tijdens het Proterozoïcum vond de grootste evolutionaire transitie na de oorsprong van het leven zelf plaats: het ontstaan van de Eukaryota. Dit gebeurde vanuit een symbiose van een bacteriële cel uit de Alphaproteobacteria met een archeon van de Asgard-Archaea. Sommige van deze cellen namen ook cyanobacteriën als endosymbionten op (die chloroplasten werden) zodat de oxygene fotosynthese ook binnen het bereik kwam van de (meercellige) eukaryoten zoals algen en planten en het zuurstofgehalte van de atmosfeer verder steeg tot ongeveer 20% bij het begin van het Cambrium.
We hebben verschillende aanwijzingen voor eencellig leven tijdens het Proterozoïcum zoals gebande ijzerformaties, stromatolieten en microfossielen. Meercellig leven, lijkend op planten en dieren evolueerde in de twee laatste periodes van het Proterozoïcum, het Cryogenium en het Ediacarium (zie de betreffende lemma’s).
Na het Proterozoïcum volgt het Fanerozïcum, met als eerste periode het Cambrium.
