Proterozoikum Eon, a prekambriumi idő két szakasza közül a fiatalabb, az idősebb az archeum Eon. A proterozoikum eon 2,5 milliárd és 541 millió évvel ezelőtt között húzódott, és gyakran osztják paleoproterozoikumra (2,5 milliárd és 1,6 milliárd évvel ezelőtt), mezoproterozoikumra (1,6 milliárd és 1 milliárd évvel ezelőtt) és neoproterozoikumra (1 milliárd és 541 millió évvel ezelőtt). A proterozoikum kőzeteit valamennyi kontinensen azonosították, és gyakran fémércek, különösen vas, arany, réz, urán és nikkel fontos forrásait képezik. A proterozoikum során a légkör és az óceánok jelentősen megváltoztak. A proterozoikum kőzetekben a kezdetleges életformák számos határozott nyomát találjuk – a baktériumok és kék-zöld algák, valamint az első oxigénfüggő állatok, az Ediacara fauna fosszilis maradványait.
Encyclopædia Britannica, Inc. Forrás: B: International Commission on Stratigraphy (ICS)
Az oxigén a fotoszintézis mellékterméke. A légkör szabad oxigénszintje a proterozoikum során a biológiai tevékenység eredményeként jelentősen megnövekedett. A változások legfontosabb időszaka 2,3 milliárd és 1,8 milliárd évvel ezelőtt következett be, amikor a szabad oxigén elkezdett felhalmozódni a légkörben. Az oxigénszintek ingadoztak ebben az időszakban, ami egybeesett a sávos vasképződmények lerakódásának csúcsidőszakával, amelyek az egész világon eltávolították a légkörből a felesleges oxigént. Az óceánokban lévő vas (Fe2+) egyesült a légköri oxigénnel, és miután Fe2O3-á oxidálódott, hematit ásványként kicsapódott az óceánfenéken. A folyamatos biológiai tevékenység lehetővé tette a légköri oxigénkoncentráció növekedését.
Mire az eukarióták meghonosodtak a környezetben, a légköri oxigénnyomás az alacsony értékekről a jelenlegi légköri szint (PAL) körülbelül 10 százalékára emelkedett. A megaszkopikus eukarióták körülbelül 2,3 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg először, és körülbelül 1,8 milliárd évvel ezelőtt váltak széles körben elterjedté. Az eukarióták a légzés és az oxidatív anyagcsere egy formáját alkalmazták; központi sejtmaggal rendelkeztek, amely képes volt különálló ivarsejtekre szétválni, és így először fordulhatott elő, hogy vegyes és változó genetikai kódot adhattak át a fiatalabb generációknak.
A Föld korai organizmusai a kontinentális peremek sekély vizében virágoztak a legkönnyebben. Az ilyen stabil kontinentális talapzatú környezetek, amelyek az archaikus korban ritkák voltak, 2,5 milliárd évvel ezelőtt után alakultak ki, elősegítve a fotoszintetizáló szervezetek növekedését és ezáltal az oxigéntermelődést. Az oxigéntartalom gyors emelkedésének bizonyítékai közé tartozik a vörös homokkő első megjelenése a kontinentális peremeken. Színüket a kvarcszemcsék hematittal való bevonása okozza. További bizonyítékot szolgáltatnak a mintegy 2,5 milliárd évvel ezelőttre datált, hematitban gazdag fosszilis talajrétegek előfordulása. Ezen rétegek kialakulása összhangban van az oxigénnyomás drasztikus, 0,1 atmoszférára (100 millibar) történő emelkedésével 2,2 milliárd és 2,0 milliárd évvel ezelőtt.
600 millió és 543 millió évvel ezelőtt jelent meg a többsejtű Ediacara fauna; ezek voltak az első metazoák (egynél több sejttípusból álló állatok), amelyeknek oxigénre volt szükségük a növekedéshez. A lágy testű Ediacara fauna a csontvázzal rendelkező élőlények előfutára volt, amelyek megjelenése a proterozoikum végét és a fanerozoikum elejét jelezte.
Encyclopædia Britannica, Inc. Forrás: A Földtörténeti Szerkezetek és a Földtörténeti Szerkezetek és a Földtörténeti Szerkezetek: International Commission on Stratigraphy (ICS)
A proterozoikum eon történetét a szuperkontinensek kialakulása és felbomlása uralja. A kb. 2,5 milliárd évvel ezelőtti archeum-proterozoikum határ idejére sok kis kráter (a kontinensek stabil belső részei), amelyeket szigetívek uraltak, egyetlen nagy szárazföldtömeggé, azaz szuperkontinenssé olvadt össze. E szárazföldtömeg felbomlását jelzi a dolerit (egyfajta finom szemcsés magmás kőzet) gócok bőséges transzkontinentális intrúziója a 2,4 milliárd és 2,2 milliárd évvel ezelőtti időszakban. Ezek a tüskék a földköpeny fúvókáknak a kontinentális kéreg aljára való becsapódásából keletkeztek. Ez volt a kezdeti szuperkontinens felbomlásának alapvető oka. A 2,1 milliárd és 1,8 milliárd évvel ezelőtt közötti időszakban ezek a töredékek ütközési tektonika révén ismét egy új szuperkontinenssé olvadtak össze, amelyet Kolumbiának neveztek el. A modern lemeztektonikai folyamatok legalább 2,1 milliárd és 2,0 milliárd évvel ezelőtt már működtek, amint azt a világ két legrégebbi, jól megőrződött ophiolitja (óceáni kéreg töredékei) mutatja, amelyek a labradori Purtuniq-komplexumban és a finnországi Jourma-komplexumban találhatók. A Kolumbia feldarabolódása számos kisebb kontinenst hozott létre, amelyek végül körülbelül 1,0 milliárd évvel ezelőttre egy újabb szuperkontinenssé, vagyis több, egymáshoz közel fekvő nagy kontinensdarabból álló csoporttá álltak össze. Ezt az összeállítást Rodiniának nevezik.
Rodiniát 1,0 milliárd évvel ezelőtt számos bazaltos góc intrudálta. Ezek a gócok hozzájárultak a szuperkontinens széttöredezéséhez, és összefüggésben voltak az Iapetosz-óceán kialakulásával kb. 600 millió évvel ezelőtt. A plumék aktivitására és a kontinens felbomlására utaló egyéb jelek a bazaltok hatalmas halmai és a transzkontinentális hasadékok. Ennek egyik legfontosabb példája az 1,1 milliárd éves Keweenawan-hasadék Észak-Amerikában, amely Michigantól a Superior-tón keresztül Kansasig húzódik. Ez a 2000 km (kb. 1 200 mérföld) hosszú és 160 km (100 mérföld) széles hasadék 25 km (kb. 16 mérföld) vastagságú bazaltos lávakupacot tartalmaz.
A proterozoikumban, különösen a 2,1 és 1,8 milliárd, 1,3 és 1,0 milliárd, valamint 800 és 500 millió évvel ezelőtt közötti időszakokban számos hegységöv alakult ki, amelyek a szuperkontinensek felbomlásához és a töredékeik későbbi ütközéséhez kapcsolódtak. A kontinensek széthasadása során új óceáni medencék jöttek létre, amelyeket később a mai Japán alatti szubdukciós zónákhoz hasonló szubdukciós zónák pusztítottak el. Ezeknek az óceánoknak a bezáródása lehetővé tette a kontinentális tömbök összeütközését, ami olyan nagy hegységövek kialakulását eredményezte, mint a Grenville-öv Észak-Amerika keleti részén. Ez az 1,3-1,0 milliárd éves és 4000 km (kb. 2500 mérföld) hosszú öv nagyon hasonló eredetű volt a közelmúltban kialakult Himalája-hegységhez. A kontinensek ütközése által létrehozott egyéb jelentős proterozoikumi hegységövek közé tartozik az északnyugat-kanadai Wopmay-orogén (2,1 milliárd éves), a kanadai Trans-Hudson (1,8 milliárd éves), a finnországi Svecofennian (1,9-1,8 milliárd éves), a délnyugat-grönlandi Ketilidian-orogén (1,8 milliárd éves), valamint a braziliai, namíbiai és mozambiki övek, amelyek mind körülbelül 900-500 millió évesek. Ezzel szemben az olyan hegységi övek, mint a 2,1 milliárd éves nyugat-afrikai Birimian és az Arab-Núbiai-pajzs 1 milliárd és 500 millió éves övei nagyrészt a földköpenyből származó új anyag hozzáadásával alakultak ki. Így számos, a mai Japánban találhatóhoz hasonló szigetív, valamint számos ophiolit szekvencia tartozik hozzájuk.
Néhány fanerozoikus medence vastag üledékhalmokat tartalmaz, és részben vagy teljesen a proterozoikus hegységövek tetején fekszik, elfedve a mögöttes geológiai összefüggéseket. Egyes fanerozoikus hegységövek, mint például a Himalája, több tíz kilométeres proterozoikus kőzettömböket tartalmaznak, amelyeket a későbbi tektonikus tevékenység erősen átdolgozott.