从18世纪开始科学考察深入地下，通过地震波记录获得的地球物理资料揭示固体地球是由不同圈层构成的。人们认识到地球不是一个均质体，地球在其曲折动荡的46亿年里形成了一套包括地核、地幔和地壳在内的复杂系统。地球圈层分为地球外圈和地球内圈两部分。地球外圈有大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四个部分；地球内圈进一步划分为地幔圈、外核圈和内核圈三个基本圈层。此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈，它是一个过渡圈层，位于地面以下平均深度约150公里处。岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了固体地球。
岩石圈是巴雷尔在1914年根据板块理论提出的地球圈层概念。岩石圈包括地壳和上地幔的上部。岩石圈厚度不均一，大洋部分在洋中脊的最新部分只有6～8千米，在最老部分则有100千米；大陆岩石圈厚一些，大都在100～400千米之间。岩石圈厚度和地球的半径比较，几乎可以忽略不计。由于地壳和上地幔顶部都是由岩石组成的，所以地质学家们把它们统称为岩石圈。
地壳是地球表面的构造层，只占地球体积的0.8%。据其性质可分大陆地壳和大洋地壳。地壳和地幔之间以莫霍面分界。大陆地壳一般厚度为33-35千米。我国青藏高原是世界上地壳厚度最大的地区之一，平均厚度达70千米。大陆地壳覆盖地球表面的45%，化学组成以硅铝质为特点。大洋地壳极薄，从上到下由三部分组成：海洋沉积物层平均厚度约300米(洋中脊附近几乎为零)；镁铁质火成岩层以玄武岩和辉长岩为主，厚度为1.7±0.8千米；海洋层主要是地幔顶部水化作用形成的蛇纹岩，厚度为4.8±1.4千米。洋壳的厚度、年龄随距洋中脊的距离加大而变厚、变老。洋壳和陆壳岩石组成上最明显区别在于洋壳中至今没有发现花岗岩层，而在大陆地壳中花岗岩体却大面积分布。
地幔是位于地球金属地核之外的巨厚硅酸盐圈层，占地球体积的82%。地幔由于受到放射性同位素衰变的加热，引起地幔内部的大规模物质对流，通常认为板块运动就是由这一对流驱动的。地幔与地核的分界面为古登堡面。
软流圈是巴雷尔和岩石圈同时提出的地球圈层概念。它位于上地幔低速层之下至过渡层上部。软流层温度较高，刚性较弱，能够长期缓慢变形，相对低温的、刚性的岩石圈可作为一个整体漂流在软流圈之上。1915年，德国地球物理学家魏格纳提出了大陆漂移学说。到20世纪六十年代，板块构造学说问世。认为连续的地震活动带把岩石圈分裂分割成若干个大小不同的板块在软流圈上漂移。实际上，不仅大陆板块在漂移，大洋板块也在漂移。科学家们在古气候、古生物、古地磁和深海钻探等方面都找到了大陆飘移的证据。
