位于太古宙和古生代之间，约开始于25亿年前，结束于5.42亿年前。相应的地层称元古宇。元古宙原称元古代,由S.F.埃蒙斯于1887年命名。Proterozoic属希腊字源，意为早期原始生命，所以也译为原生宙。自19世纪以来，美国学者以元古宙代表前寒武纪后期，称阿尔冈纪，相应地层称阿尔冈系。因其时限较长，近年均主张改称元古宙。
元古宙原名元古代 ，是1887年由S.F.埃蒙斯命名的。Proterozoic属希腊字源 ，意为早期原始生命。一般把元古宙分为古元古、中元古和新元古3个代，界限分别是16亿年前和10亿年前。
元古宙与太古宙相比，岩石变质程度较浅，并有一部分未经变质的沉积岩。主要有板岩、大理岩、白云岩、石灰岩、页岩、砂岩和千枚岩等。中国的元古宙地层类型复杂，各地发育程度相差较大。华北地台的中、新元古代地层属稳定类型的盖层沉积，其余为活动类型沉积。新元古代地层上部的红色碎屑堆积，广泛分布于中国南方。
太古宙已出现菌类和蓝绿藻类，到元古宙得到进一步发展。在岩层中广布蓝绿藻类的群体，经生物作用和沉积作用形成综合体。这种综合体常保存在石灰岩和白云岩中。从横剖面上看呈同心圆状、椭圆状等。从纵剖面上看呈向上凸起的弧形或锥形叠层状，就象扣放着的一摞碗，称做叠层石。
元古宙时藻类和细菌开始繁盛，是由原核生物向真核生物演化、从单细胞原生动物到多细胞后生动物演化的重要阶段。叠层石始见于太古宙，而古元古代时出现第一个发展高潮。近年在中国北部的串岭沟组中发现属于16～17亿年前的丘阿尔藻的化石，这是已发现的最老的真核细胞生物。元古宙晚期，无脊椎动物偶有发现。
在太古宙晚期的构造运动即阜平运动之后，中国和世界大陆上都出现了小规模的稳定核心，称为陆核，这是陆壳构造发展的第一阶段。早元古代中期的构造运动，在中国称五台运动；早元古代晚期的构造运动，在中国称吕梁运动。通过这些运动，陆核进一步扩大，形成规模较大的稳定地区，称为原地台，在原地台上开始沉积了类似盖层的沉积类型。由于沉积、喷发、侵入、挤压、褶皱、变质、固结等作用反复进行，陆壳某些部分更趋稳定，到中元古代晚期原地台进一步扩大，在世界上终于出现了若干大规模稳定的古地台。由陆核到原地台和古地台，是陆壳构造发展的第二个阶段。
从太古宙到元古宙，中国南北地层分布不同的特点，说明地壳发展的不平衡性，北方在早元古代末吕梁运动之后已经形成稳定的基底，其上的活动区只限于沉降带（与古陆边缘断裂有关），火山活动不多；从晚元古代开始，已几乎全部固结，形成华北地台；而南方则在扬子原地台的两侧，活动相当强烈，特别是从中元古代起，发育了边缘海及岛弧海，火山活动相当频繁，经晋宁运动，原地台扩大才发展为扬子地台。这种在同一时期北方相对稳定、南方相对活动的特征，一直延续到古生代。