La struttura interna della Terra, simile ad altri pianeti terrestri, ha una disposizione a strati che possono essere descritti sia attraverso le proprietà chimiche (tipo di rocce) sia attraverso quelle meccaniche (plastiche). La comprensione scientifica della struttura interna della Terra è basata sui campioni portati alla superficie dalle più remote profondità tramite l'attività vulcanica e dalle analisi delle onde sismiche che l'hanno attraversata.
Le onde sismiche, però, in corrispondenza di tre zone cambiano improvvisamente velocità di propagazione. Questi cambiamenti di velocità rappresentano variazioni di composizione chimica o di temperatura e pressione o di stato di aggregazione della materia.
La prima discontinuità, detta Mohorovicic o Moho, si trova tra 5 e 70 km di profondità e delimita il sottile strato iniziale della struttura interna terrestre. La seconda discontinuità, detta di Gutemberg, si trova a circa 2900 km di profondità. La terza è quella di Lehmann, si trova a circa 5100 km di profondità.
Dal punto di vista chimico la terra può essere divisa in crosta, mantello, nucleo esterno e nucleo interno.
La crosta è la parte più superficiale dell'interno terrestre; il suo spessore varia da 5 a 10 km in corrispondenza degli oceani, dove è costituita da rocce basaltiche coperte da sedimenti, e tra 20 e 70 km sotto i continenti, dove è costituita da rocce essenzialmente granitiche, più leggere dei basalti. La crosta è separata dal mantello dalla discontinuità di Moho.
Il mantello è uno strato che si estende dalla crosta terrestre ad oltre la metà del raggio terrestre.
A circa 3000 km di profondità, in corrispondenza della discontinuità di Gutemberg, si osserva un brusco cambiamento nella velocità delle onde sismiche, segno di mutamento nella composizione chimica. Da questa profondità inizia il nucleo che si estende fino al centro della Terra. I materiali che lo compongono hanno densità comprese tra 10 e 16 g/cm3 (da confrontare con 2,7÷ 3,3 della crosta e circa 5,5 g/cm3 come media su tutto il volume della Terra). Un modello abbastanza accettato stabilisce che il nucleo è formato da composti del ferro, quasi certamente mescolato con silicio e nichel. A circa 5000 km di profondità si osserva una nuova discontinuità (detta di Lehmann), che indica non tanto una variazione di composizione chimica, quanto una differenza di stato fisico: infatti si pensa che oltre questo limite il nucleo (detto nucleo interno) sia rigido ed elastico come un solido, mentre al di sopra della discontinuità (nucleo esterno) sia liquido. Il nucleo esterno è un conduttore di elettricità e questo fatto, abbinato al moto di rotazione della Terra, produce il campo magnetico terrestre per effetto dinamo. In questa zona sono presenti moti convettivi che trasportano calore verso il mantello.
Dal punto di vista meccanico o fisico, invece, la Terra si può suddividere in litosfera, astenosfera, mesosfera, nucleo esterno e nucleo interno.
La litosfera comprende la crosta e una parte del mantello, la parte più esterna fino a circa 100 km di profondità nelle zone oceaniche e fino a circa 120-130 km ed oltre in quelle continentali. La litosfera ha un comportamento abbastanza uniforme di tipo rigido, tipico di solidi con temperature lontane da quella di inizio fusione.
Al disotto della litosfera, è presente, una zona parzialmente fusa detta astenosfera. In questa zona le onde sismiche vengono significativamente rallentate. L'astenosfera si estenda fino a 350 km di profondità e il suo limite inferiore è marcato dall'aumento di velocità delle onde sismiche.