Die Groot Suurstofkatastrofe was die vrystelling van molekulêre suurstof (O2) van biologiese oorsprong in die aarde se atmosfeer, ’n proses wat gelei het tot een van die belangrikste uitwissings van lewensvorme in die aarde se geskiedenis. Geologiese, isotopiese en chemiese bewyse bestaan dat hierdie groot omgewingsverandering sowat 2,45 miljard jaar gelede plaasgevind het, tydens die Sideriese Periode aan die begin van die Proterosoïese Eon. Die oorsake van die voorval is nie bekend nie. Die huidige getuienis vir die ontwikkeling van suurstoffotosintese voor die voorval is onoortuigend. Oseaniese sianobakterieë was vermoedelik die eerste mikrobes wat suurstof deur middel van fotosintese vervaardig het. Voor die katastrofe is enige vrye suurstof wat hulle vervaardig het, chemies opgeneem deur opgeloste yster of organiese materie. Die katastrofe het begin toe hierdie suurstofpoele versadig begin raak het. Daarna was die suurstof wat deur die sianobakterieë vervaardig is, vry om in die atmosfeer te ontsnap. Die toename in suurstof het die aarde se oorspronklike atmosfeer van balans af gegooi. Vrye suurstof is giftig vir obligatoriese anaërobes (organismes wat net met min suurstof kan lewe) en die stygende konsentrasies het dalk baie sulke organismes vernietig.