El Eón Proterozoico es uno de los cuatro eones de tiempo que componen la historia de este planeta. Es el tercero de cuatro eones, los dos primeros con poca vida conservada, los dos últimos con ella. Los eones incluyen el Hadeano, el Arcaico, el Proterozoico y el Fanerozoico. Proterozoico significa «vida temprana» y se extiende desde hace 2500 millones hasta aproximadamente 542 millones de años. Tradicionalmente, todas las épocas anteriores al período Cámbrico (que comenzó hace 542 millones de años) se conocían informalmente como las «Precámbricas», pero más recientemente estos períodos de tiempo se dividieron y nombraron.
Originalmente, el Eón Proterozoico se refería a la era anterior a la aparición de numerosos fósiles multicelulares. Sin embargo, descubrimientos relativamente recientes de organismos precámbricos complejos llamados biota de Ediacara han desordenado esta convención. Sin embargo, estos solo aparecieron unas pocas decenas de millones de años antes del Cámbrico, por lo que el esquema aproximado del Proterozoico sigue siendo correcto. El Eón Proterozoico se divide en tres eras geológicas de duración aproximadamente igual: Paleoproterozoico, Mesoproterozoico y Neoproterozoico.
El Proterozoico constituye más de la mitad de la historia de la vida en la tierra. Aunque la vida se originó antes del Proterozoico, gran parte de ella está muy mal conservada y se sabe poco sobre ella. Incluso los detalles fósiles del Proterozoico son vagos. La primera parte de la era estuvo dominada, quizás exclusivamente, por organismos fotosintéticos unicelulares que son los descendientes de las cianobacterias actuales. Estos a veces se juntan en colonias que se asemejan a cuentas en una cuerda. Algunas de las muestras más complejas eran colonias estrechamente integradas de células procariotas, que alcanzaban hasta 1 mm de tamaño, consideradas entre las primeras eucariotas (células complejas y más grandes).
Durante el comienzo del Proterozoico, la atmósfera tenía de 100 a 1000 veces el contenido de dióxido de carbono de la actual, lo que la hace más similar a la atmósfera de Marte que a la Tierra actual con la que estamos familiarizados. De manera relativamente abrupta, hace unos 2000 millones de años, los organismos unicelulares fotosintetizadores productores de oxígeno evolucionaron, liberando enormes cantidades de oxígeno en un evento conocido como la catástrofe del oxígeno. Esto oxidó todo el hierro expuesto en la superficie, dejando evidencia geológica llamada formaciones de hierro en bandas. Probablemente también causó la extinción masiva entre organismos incapaces de lidiar con concentraciones tan altas de oxígeno.
Hacia el final del Proterozoico, hace unos 800 millones de años, el planeta fue golpeado por una Edad de Hielo tan fuerte que muchos paleontólogos creen que la mayor parte de la Tierra estaba cubierta de glaciares. Este período se denomina criogénico por sus bajas temperaturas. Sorprendentemente, la vida sobrevivió, tal vez en lagos ligeramente más cálidos en las profundidades de la superficie helada, como el actual lago Vostok en la Antártida.
Hacia el final del Proterozoico, habían aparecido los antepasados unicelulares de los animales, plantas y hongos actuales, así como algunas manchas primitivas y organismos parecidos a tallos. En general, los datos sobre los organismos proterozoicos son muy escasos en comparación con las épocas posteriores. Al carecer de caparazones duros, estos organismos no se conservaron muy bien. Los restos más comunes son microfósiles misteriosos llamados acritarcos que vienen en una variedad de formas y tamaños. Se cree que son los fósiles de protistas fotosintéticos unicelulares.