寒武紀的開始，標誌著地球進入了生物大繁榮的新階段。而在寒武紀之前，地球早已經形成了，隻是在幾十億年的漫長過程中一片死寂，那時地球上還沒有出現門類眾多的生物。這樣，科學家們便把寒武紀之前這一段漫長而缺少生命的時間稱作前寒武紀。前寒武紀約占全部地史時間的六分之五，由於沒有足夠的生物依據，我們對地球的這段曆史知之甚少。
20世紀後半期，科學家們陸續在南非和澳大利亞獲得了重大收獲，在變質程度不太劇烈的沉積岩層中發現了疊層石，這是微生物和藻類活動的產物。此外，人們在這些古老的岩層中還分析出大量的有機化合物（如苯、烴基苯等）和環形化合物（如呋喃、甲醇、乙醛等）。在南非的一套古老沉積岩中，科學家們借助先進的精密觀測儀器，發現了200多個與原核藻類非常相似的古細胞化石，這些微體化石一般為橢圓形，具有平滑的有機質膜，這是人們迄今為止發現的最古老、最原始的化石，也是在太古代地層中發現的最有說服力的生物證據。從生物界看，這是原始生命出現及生物演化的初級階段，當時隻有數量不多的原核生物，它們隻留下了極少的化石記錄。但它們昭示著動物的起源。
原始生物一開始兼有植物和動物的特征，在海洋有機物供應緊張的情況下，向兩個方向進行分化：一個方向是加強光合作用的機能和器官，向完善的自養方式發展，特化成為植物的一支；另一個方向是加強運動機能和運動器官，向攝取現成的有機物的異養方式發展，特化成為動物的一支。
需要注意的是，從分化的時間上來看，首先出現的是具有比較明確的植物特征的原核生物——藍藻，而最原始的動物是在這以後才分化出來的。
最原始的動物在分類學上屬於原生動物門，都是由單細胞構成的（也有由單細胞集成群體的），所以也叫單細胞動物。
現在已經發現的最古老的原生動物化石有放射蟲化石和有孔蟲化石。放射蟲化石在前寒武係地層開始出現，大多保存在海洋沉積層的矽質岩裏。有孔蟲化石出現在前寒武係、寒武係和以後的海洋沉積層裏。
從現存的有孔蟲和放射蟲看，它們的身體主要就是一個細胞。有孔蟲體外有鈣質外殼，殼壁有無數小孔，細胞原生質會從孔裏溢出，形成絲狀物（由於外麵仍包著細胞膜，所以不會流散），這叫偽足。放射蟲的身體呈球形，伸出許多條絲狀的偽足，呈放射狀；體內有膜質的中央囊，囊麵穿有許多小孔，把身體分成內外兩部分；囊外有膠狀物質，囊裏有細胞核；通常從身體中央射出矽質針狀骨棘，也有的許多針狀物集合成層，或者互相連絡成籠狀。正因為它們有鈣質或者矽質的外殼或針棘，所以死後能成為化石保存下來。
但是從現存的原生動物看，有孔蟲和放射蟲能分泌鈣質或者矽質的外殼或針棘，還算是比較進步的種類。現存的原生動物中還有比它們更簡單的變形蟲。變形蟲的直徑不到半毫米，它的細胞膜纖薄。由於膜裏原生質流動，使身體表麵伸出沒有一定形狀的突起，這就是偽足。身體的輪廓隨偽足的伸縮而變化，所以叫變形蟲。由於偽足的伸縮，整個身體也可以慢慢移動位置。偽足還能包圍食物，然後把食物消化掉，吸收進身體裏去。
我們從這裏可以推測，原生動物有孔蟲和放射蟲的化石雖然出現在寒武係和前寒武係地層裏，在這以前一定已經有比它們更原始的類似變形蟲那樣的原生動物的階段。隻是因為這類原生動物的身體沒有硬質部分，所以無法保存下化石。這些原生動物的出現應該比發現放射蟲化石的地層年代更早。不過由於元古代延續的時間就有幾十億年，所以我們一般仍舊認為，最原始的動物——原生動物的出現時間在元古代末期。
現存的原生動物門通常分做鞭毛蟲、肉足蟲、孢子蟲和纖毛蟲四個綱。前麵講的變形蟲、有孔蟲、放射蟲屬於肉足蟲綱，纖毛蟲綱的草履蟲是現代原生動物的典型。
草履蟲形似草鞋底，明顯地分為前後端；體壁上有無數纖毛，能在水裏作協調運動。它已經有簡單的嘴（口溝），有排出廢物的肛門點。它能用接合方式生殖：兩個個體暫時靠攏，交換一部分小核以後就離開，再各自進行分裂，形成四個小草履蟲，這是一種極簡單的有性生殖。