Eon Proterozoikum adalah salah satu dari empat kalpa waktu yang menyusun sejarah planet ini. Ini adalah kalpa ketiga dari empat kalpa, dua kalpa pertama dengan sedikit kehidupan yang terpelihara, dua kalpa terakhir dengannya. Kalan termasuk Hadean, Archean, Proterozoikum, dan Fanerozoikum. Proterozoikum berarti “kehidupan awal” dan membentang dari 2500 juta hingga sekitar 542 juta tahun yang lalu. Secara tradisional, semua era sebelum periode Kambrium (yang dimulai 542 juta tahun yang lalu) secara informal disebut sebagai “Pra-Kambrium”, tetapi baru-baru ini periode waktu ini dibagi dan diberi nama.
Awalnya, Eon Proterozoikum mengacu pada era sebelum munculnya banyak fosil multiseluler. Namun, penemuan organisme pra-Kambrium kompleks yang relatif baru yang disebut biota Ediacaran telah mengacaukan konvensi ini. Namun, ini hanya muncul beberapa puluh juta tahun sebelum Kambrium, jadi garis besar Proterozoikum masih benar. Eon Proterozoikum dibagi menjadi tiga era geologi dengan durasi yang kira-kira sama: Paleoproterozoikum, Mesoproterozoikum, dan Neoproterozoikum.
Proterozoikum membuat lebih dari setengah dari sejarah kehidupan di bumi. Meskipun kehidupan memang berasal sebelum Proterozoikum, banyak darinya tidak terpelihara dengan baik, dan hanya sedikit yang diketahui. Bahkan detail fosil dari Proterozoikum masih samar. Bagian awal era didominasi, mungkin secara eksklusif, oleh organisme fotosintesis bersel tunggal yang merupakan keturunan cyanobacteria saat ini. Ini kadang-kadang berkumpul menjadi koloni menyerupai manik-manik pada tali. Beberapa spesimen yang lebih kompleks adalah koloni sel prokariotik yang terintegrasi erat, mencapai ukuran 1 mm, dianggap sebagai salah satu eukariota paling awal (kompleks, sel lebih besar).
Selama awal Proterozoikum, atmosfer memiliki 100 hingga 1000 kali kandungan karbon dioksida saat ini, membuatnya lebih mirip dengan atmosfer Mars daripada Bumi saat ini yang kita kenal. Secara relatif tiba-tiba sekitar 2000 juta tahun yang lalu, organisme bersel tunggal fotosintesis penghasil oksigen berevolusi, melepaskan sejumlah besar oksigen dalam peristiwa yang dikenal sebagai bencana oksigen. Ini membuat semua besi yang terpapar berkarat di permukaan, meninggalkan bukti geologis yang disebut formasi besi berpita. Mungkin juga menyebabkan kepunahan massal di antara organisme yang tidak mampu menangani konsentrasi oksigen yang begitu tinggi.
Menjelang akhir Proterozoikum, sekitar 800 juta tahun yang lalu, planet ini dilanda Zaman Es begitu keras sehingga banyak ahli paleontologi percaya bahwa sebagian besar Bumi tertutup gletser. Periode ini disebut Cryogenian karena suhunya yang rendah. Hebatnya, kehidupan bertahan, mungkin di danau yang sedikit lebih hangat jauh di bawah permukaan yang dingin, seperti Danau Vostok di Antartika saat ini.
Pada akhir Proterozoikum, nenek moyang uniseluler dari hewan, tumbuhan, dan jamur saat ini telah muncul, serta beberapa gumpalan primitif dan organisme mirip tangkai. Secara umum, data tentang organisme Proterozoikum sangat langka dibandingkan dengan era yang datang setelahnya. Karena tidak memiliki cangkang keras, organisme ini tidak terawetkan dengan baik. Sisa-sisa yang paling umum adalah mikrofosil misterius yang disebut acritarchs yang datang dalam berbagai bentuk dan ukuran. Mereka dianggap sebagai fosil protista fotosintesis uniseluler.