地球内部的结构，无法直接观察。到目前为止，关于地球内部的知识，主要来自对地震波的研究。当地震发生时，地下岩石受强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。这种弹性波叫地震波。地震波有纵波（P波）和横波（S波）之分。纵波的传播速度较快，可以通过固体、液体和气体传播；横波的传播速度较慢，只能通过固体传播。纵波和横波的传播速度，都随着所通过物质的性质而变化。
根据地震波的这些特点，人们测知地震波传播速度在地球内部呈有规律的变化。我们可从地球内部地震波曲线图上，看出地震波在一定深度发生突然变化。这种波速发生突然变化的面叫做不连续面。地球内部有两个明显的不连续面：一个在地面下平均33千米处（指大陆部分），在这个不连续面下，纵波和横波的传播速度都明显增加，这个不连续面叫莫霍界面；另一个在地下2900千米深处，在这里纵波的传播速度突然下降，横波则完全消失，这个面叫做古登堡界面。
我们用莫霍界面和古登堡界面为界，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。
1.地壳
地壳是指地面以下、莫霍界面以上很薄的一层固体外壳。整个地壳的平均厚度约为17千米。大陆部分平均厚度为33千米，高山、高原地区厚度可达60千米～70千米（如青藏高原）；海洋地壳较薄，平均厚度为6千米。地壳主要由各种岩石组成。
2.地幔
这一层介于地壳和地核之间，所以又叫做中间层。地幔在莫霍界面以下到古登堡界面以上，深度从5千米～70千米以下到2900千米。这一层也能传播横波，所以仍是固态。主要物质成分为铁镁的硅酸盐类。由上而下，其中铁镁含量逐渐增加。从莫霍界面到1000千米深处，叫做上地幔。上地幔上部（地下约60千米～250至400千米）存在一个软流层，一般认为这里可能是岩浆的主要发源地之一。地下1000千米～2900千米深处，叫做下地幔。下地幔的温度、压力和密度均增大，物质状态可能为固体。
地壳和上地幔顶部（软流层以上），是由岩石组成的，合称为岩石圈。
3.地核
从古登堡界面到地球核心，为地核。地下2900千米～5000千米深处，叫做外核，外核的物质接近液体，横波不能通过。5000千米以下的深部为内核，则为固态。地核部分的温度很高，压力和密度很大。地核的物质成分据推测以铁、镍为主，并含少量较轻元素。