Proterozoický eon, mladší ze dvou oddílů prekambria, starší je archaický eon. Proterozoický eon trval od doby před 2,5 miliardy do doby před 541 miliony let a často se dělí na paleoproterozoikum (před 2,5 miliardy až 1,6 miliardy let), mezoproterozoikum (před 1,6 miliardy až 1 miliardou let) a neoproterozoikum (před 1 miliardou až 541 miliony let). Proterozoické horniny byly zjištěny na všech kontinentech a často představují významné zdroje kovových rud, zejména železa, zlata, mědi, uranu a niklu. Během proterozoika se výrazně změnila atmosféra a oceány. Proterozoické horniny obsahují mnoho určitých stop primitivních forem života – fosilní pozůstatky bakterií a sinic a také prvních živočichů závislých na kyslíku, faunu Ediacara.
Encyclopædia Britannica, Inc. Pramen: Vydavatelství a nakladatelství, s. r. o: Mezinárodní komise pro stratigrafii (ICS)
Kyslík je vedlejším produktem fotosyntézy. Volný kyslík v atmosféře se v důsledku biologické činnosti během proterozoika výrazně zvýšil. Nejdůležitější období změn nastalo před 2,3 až 1,8 miliardami let, kdy se v atmosféře začal hromadit volný kyslík. Hladina kyslíku v tomto období kolísala, což se shodovalo s obdobím největšího ukládání pásových železných útvarů, které z atmosféry po celém světě odstraňovaly přebytečný kyslík. Železo (Fe2+) v oceánech se spojilo s atmosférickým kyslíkem a po oxidaci na Fe2O3 se vysráželo jako minerál hematit na dně oceánů. Pokračující biologická aktivita umožnila zvýšení koncentrace atmosférického kyslíku.
V době, kdy se v prostředí usadila eukaryota, stoupl tlak atmosférického kyslíku z nízkých hodnot na přibližně 10 % současné úrovně atmosféry (PAL). Megaskopická eukaryota se poprvé objevila asi před 2,3 miliardy let a rozšířila se asi před 1,8 miliardy let. Eukaryota využívala určitou formu dýchání a oxidačního metabolismu; měla centrální jádro, které se mohlo rozdělit na samostatné pohlavní buňky, a tak se poprvé mohl smíšený a variabilní genetický kód předávat mladším generacím.
Rané organismy na Zemi nejsnáze prosperovaly v mělkých vodách kontinentálních okrajů. Takové stabilní prostředí kontinentálních šelfů, které bylo v archeu vzácné, se vyvinulo po 2,5 miliardách let, což usnadnilo růst fotosyntetických organismů, a tím i produkci kyslíku. Důkazem rychlého nárůstu obsahu kyslíku je mimo jiné první výskyt červených pískovců na kontinentálních okrajích. Jejich barva je způsobena pokrytím křemenných zrn hematitem. Další důkazy poskytuje výskyt fosilních půdních vrstev bohatých na hematit, které pocházejí z doby přibližně před 2,5 miliardami let. Vznik těchto vrstev odpovídá drastickému zvýšení tlaku kyslíku na 0,1 atmosféry (100 milibarů) před 2,2 až 2,0 miliardami let.
Před 600 až 543 miliony let se objevila mnohobuněčná fauna Ediacara; jednalo se o první metazoany (živočichy složené z více než jednoho typu buněk), kteří ke svému růstu potřebovali kyslík. Měkkotělná ediakarská fauna byla předchůdcem organismů s kostrou, jejichž výskyt znamenal konec proterozoika a začátek fanerozoika.
Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: Člověk v tísni, s.r.o: Mezinárodní komise pro stratigrafii (ICS)
Historii proterozoického eonu dominuje vznik a rozpad superkontinentů. V době archeoproterozoické hranice před asi 2,5 miliardami let se mnoho malých kráterů (stabilních vnitřních částí kontinentů) s převahou ostrovních oblouků spojilo v jednu velkou pevninskou masu neboli superkontinent. O rozpadu této pevniny svědčí intruze hojných transkontinentálních rojů doleritových (typ jemnozrnné vyvřelé horniny) hrází v období před 2,4 až 2,2 miliardami let. Tyto hráze vznikly v důsledku narážení plášťových plumů na podloží kontinentální kůry. To bylo základní příčinou rozpadu původního superkontinentu. V období před 2,1 miliardami až 1,8 miliardami let se tyto úlomky opět spojily kolizní tektonikou do nového superkontinentu zvaného Kolumbie. Moderní deskově tektonické procesy probíhaly nejméně před 2,1 až 2,0 miliardami let, jak ukazují dva nejstarší dobře zachovalé ophiolity (úlomky oceánské kůry) na světě, které se nacházejí v komplexu Purtuniq na Labradoru a v komplexu Jourma ve Finsku. Fragmentace Kolumbie dala vzniknout mnoha menším kontinentům, které se nakonec zhruba před 1,0 miliardou let spojily v další superkontinent, neboli skupinu několika velkých kontinentálních kusů v těsné blízkosti. Toto seskupení se nazývá Rodinie.
Rodinie byla po 1,0 miliardě let intrudována mnoha bazaltickými dikami. Tyto diky přispěly k roztříštění superkontinentu a souvisely se vznikem oceánu Iapetus asi před 600 miliony let. Dalšími známkami činnosti plužiny a rozpadu kontinentu jsou rozsáhlé hromady bazaltů a transkontinentální trhliny. Klíčovým příkladem je 1,1 miliardy let stará Keweenawanská trhlina v Severní Americe, která se táhne od Michiganu přes Hořejší jezero až do Kansasu. Tento rift, který je 2 000 km dlouhý a 160 km široký, obsahuje hromadu čedičových láv o tloušťce 25 km.
Mnoho horských pásem vzniklo během proterozoika, zejména v intervalech před 2,1 až 1,8 miliardy, 1,3 až 1,0 miliardy a 800 až 500 miliony let, což souviselo s rozpadem superkontinentů a následnou srážkou jejich úlomků. Roztržením kontinentů vznikly nové oceánské pánve, které byly následně zničeny v subdukčních zónách podobných těm pod dnešním Japonskem. Uzavření těchto oceánů umožnilo srážku kontinentálních bloků a vznik velkých horských pásem, jako je například Grenvillovo pásmo ve východní části Severní Ameriky. Toto pásmo, staré 1,3 až 1,0 miliardy let a dlouhé 4 000 km, bylo svým původem velmi podobné Himálajskému pohoří, které vzniklo v nedávné geologické době. K dalším významným proterozoickým horským pásům vzniklým srážkami kontinentů patří Wopmayský orogen v severozápadní Kanadě (stáří 2,1 miliardy let), Trans-Hudsonský orogen v Kanadě (stáří 1,8 miliardy let), Svecofenský orogen ve Finsku (stáří 1,9 až 1,8 miliardy let), Ketilidský orogen (stáří 1,8 miliardy let) v jihozápadním Grónsku a Brazilský, Namibijský a Mozambický orogen, které jsou všechny staré asi 900 až 500 milionů let. Naproti tomu horská pásma, jako je 2,1 miliardy let starý Birim v západní Africe a 1 miliardu až 500 milionů let staré pásmo Arabsko-nubijského štítu, se vyvinula přídavkem nového materiálu pocházejícího převážně ze zemského pláště. Zahrnují tedy mnoho ostrovních oblouků podobných těm, které se nacházejí v dnešním Japonsku, a také mnoho ophiolitových sekvencí.
Mnoho fanerozoických pánví obsahuje silné hromady sedimentů a leží částečně nebo zcela na vrcholu proterozoických horských pásem, což zastírá základní geologické vztahy. Některá fanerozoická horská pásma, jako například Himálaj, obsahují bloky proterozoických hornin o velikosti mnoha desítek kilometrů, které byly silně přepracovány pozdější tektonickou činností.
.