Появление первых многоклеточных организмов было связано с постепенным увеличением в атмосфере и гидросфере кислорода. Переход от брожения к кислородному дыханию сопровождался огромным выигрышем энергии и усилением обменных реакций.
По сравнению с архейским временем в протерозое толщина биосферы увеличилась. В растительном царстве господствовали сине-зеленые водоросли, а животное царство было менее обильным. Наиболее многочисленной группой были бактерии, которые принимали активное участие в процессах разложения, окисления и аккумуляции неорганических соединений.
В конце протерозоя появились фораминиферы (простейшие корненожки, покрытые раковиной), кремневые губки, кишечнополостные, черви и представители древнейших членистоногих. Все они не имели твердого скелета и поэтому крайне редко встречаются в ископаемом состоянии.
Очень важные биологические события произошли около 600 млн. лет назад. В это время получили развитие многоклеточные животные, которые, однако, все еще не обладали твердым скелетом. Эта фауна получила название эдиакарской по названию местности в Австралии, где впервые обнаружена. Эдиакарская фауна состояла главным образом из кишечнополостных и ряда форм, положение которых в общей системе организмов до сих пор вызывает споры и сомнения. Близкая по составу, но более богатая, чем эдиакарская, фауна была обнаружена в Советском Союзе на берегу Белого моря.
В начале фанерозоя (в него входят палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры — это 570 млн. лет!) или, как его называют, эры явной жизни органический мир хотя и был архаичным, но по сравнению с более ранними периодами поражает не только своим разнообразием и обилием, но и самое главное — наличием организмов с твердым скелетом. Новые организмы обладали фосфатно-хитиновой и известковой раковиной. Довольно быстро возникла и расселилась огромная масса почти всех известных ныне беспозвоночных. В кембрийском периоде (570—500 млн. лет назад) были известны трилобиты (класс членистоногих), брахиоподы (тело покрыто раковиной), губки (простейшие животные со скелетом из кремнезема или карбоната Кальция), радиолярии и др. Очень своеобразной группой были трилобиты. Эти древнейшие членистоногие жили на илистом дне, а некоторые из них даже свободно плавали. Плоское тело животного покрыто было твердым хитиновым панцирем, который состоял из трех частей: головного, туловищного и хвостового. Примерно 520—500 млн. лет назад появились первые примитивные беспозвоночные животные, очень похожие на рыб.
Все животные кембрийского периода жили в водной среде, а суша, по сути дела, представляла собой биологическую пустыню. Только вблизи берега моря, в зоне, подверженной действию приливно-отливных волн, жили первые примитивные растения, похожие на водоросли. Но в отличие от последних они некоторое время могли находиться на воздухе, сильно насыщенном парами воды.