Per mūsų planetos ilgą 4,6 mlrd. metų gyvavimo laikotarpį susidarė keturi vidiniai Žemės sluoksniai: vidinis branduolys, išorinis branduolys, mantija ir Žemės pluta. Ant Žemės plutos mes gyvename, mantija savo galybę parodo žemės drebėjimų ar ugnikalnių išsiveržimų metu, o branduolys šiandieninei žmonijai yra nepasiekiamas.
Žemės pluta – mūsų planetos viršutinė kietoji dalis. Temperatūra leidžiantis gilyn kas 100 m vidutiniškai pakyla apie 3 °C. Uolienų tankis – 2,8–3,5 g/cm³. Skiriami du Žemės plutos tipai: vandenyninė pluta, jos tankis didesnis ir ji sunkesnė už žemyninę plutą. Plutos storis po žemynais siekia 35 km gylį, o po vandenynais – tik 10 km. Žemynų ir vandenynų pluta tarsi milžiniški luitai plaukioja ant plastiškos mantijos storymės. Žemės plutos medžiagą sudaro daugiau kaip 100 cheminių elementų. Apie 87 % plutos masės sudaro deguonis, silicis, aliuminis ir geležis. Šie ir kiti ne taip paplitę elementai, jungdamiesi vieni su kitais, sudaro mineralus. Žemėje randama apie 4000 mineralų rūšių. Dėl aukštos temperatūros ir slėgio pokyčių jų sudėtis gali kisti. Iš vienos ar įvairių rūšių mineralų susidaro uolienos.
Viršutinė mantija yra 630–690 km storio, cheminė sudėtis panaši į apatinės mantijos sudėtį. Temperatūra siekia 1000–2000 °C, medžiagos tankis – apie 3g/cm³. Viršutinė mantija pasižymi klampumu.
Apatinė mantija yra 2200 km storio, sudaryta iš geležies, magnio ir silicio junginių. Temperatūra šiame Žemės gelmių sluoksnyje siekia 2000–3000 °C, o medžiagų tankis – apie 5 g/cm³. Apatinę mantiją sudarančios medžiagos pasižymi kietumu.
Išorinis branduolys, kurio storis 2200 km, gaubia vidinį branduolį ir sudarytas iš skysto nikelio ir geležies. Temperatūra išoriniame branduolyje siekia 4000 °C ir daugiau, medžiagų tankis 10–12 g/cm³. Išorinį branduolį sudarančios medžiagos yra skystos arba klampios. Jame vyksta aktyvus konvekcinis masių judėjimas, dėl kurio (pagal kai kurias teorijas) atsiranda intensyvus magnetinis laukas. Jis apsaugo žemę nuo radioaktyviųjų kosminių spindulių.
Vidinis branduolys, kurio spindulys 1270 km, manoma, sudarytas iš labai suslėgtų metalų: geležies ir nikelio. Temperatūra vidiniame branduolyje siekia 5000 °C ir daugiau, o medžiagų tankis 12–13 g/cm³.
Litosfera – kietasis viršutinis Žemės apvalkalas. Ją sudaro virš astenosferos esanti mantijos dalis ir Žemės pluta. Litosfera be aiškios ribos, maždaug 100–200 km gylyje, pereina į plastiškąją astenosferą. Būtent litosfera yra suskilusi į tektonines plokštes.
Žemyninė pluta – tai žemynų pagrindas, kuris baigiasi povandeniniame žemyno šlaite. Ji sudaryta iš trijų sluoksnių: bazaltinio, granitinio ir nuosėdinio.
Vandenyninė pluta – apima vandenyno guolį ir didelę dalį povandenyninio žemyno šlaito. Ji sudaryta iš dviejų sluoksnių: bazaltinio ir nuosėdinio.
Mohorovičičiaus (Moho) paviršius skiria Žemės plutą nuo viršutinės mantijos. Po žemynais šis paviršius yra apie 30–70 km, o po vandenynų dugnu – 5–10 km. Ši riba nustatyta pagal seisminių bangų sklidimo greičio šuolį. Žinant greičio pokytį, galima buvo nustatyti uolienų tankį, kuris šiame paviršiuje kinta nuo 2,8–2,9 iki 3,2–3,3 g/cm³. Lietuvoje Mohorovičičiaus paviršiaus riba siekia 40–60 km gylį.
Astenosfera – Žemės viršutinė mantijos dalis po litosfera. Jos viršutinė riba po žemynais yra apie 225 km gylyje, po vandenyno dugnu apie 70 km, apatinė ~400 km gylyje. Astenosferą sudaro įkaitusios mažesnio tankio plastiškos uolienos. Šiame sluoksnyje vyksta išsilydžiusių uolienų srautų judėjimas – konvekcija.