地球形成初期是一个宇宙物质的混合体，它在长期运动和物质分异过程中按照密度的大小，分离成若干个不同物质组成的同心（地心）球层，形成地球的圈层结构。地球的外部由岩石圈、水圈、大气圈和生物圈所组成。
地球表层由岩石构成，岩石主要是岩浆岩。在岩浆岩上面，往往有一层较薄的沉积岩（一般不超过4～5 km）和土壤覆盖层。地球的这一表层（包括岩浆岩、沉积岩和土壤覆盖层在内）被称为岩石圈。岩石圈的表面，大部分被海洋覆盖。陆地的低洼部分，也有液态水潴积，成为湖泊和河流。在陆地的高寒地区（高纬和高山），固态水积聚成为冰川。此外，地表以下一定深处，存在着地下水。所有这些不同形态的水，构成一层水圈。
在岩石圈和水圈之上，整个地球被一层以氮和氧为主要成分的大气所包围，叫大气圈。大气圈是地球最外部的圈层，也是从地面到行星际空间的过渡圈层，没有明确的上限。70%～75%重量的大气，集中在9 km（两极）到17 km（赤道）以下的底层。这一层大气的主要特点是从地面获得热量和水分，因而有对流作用和天气现象，被称为对流层。
岩石圈、水圈和大气圈，既是彼此分离和独立的，又是相互渗透和作用的。这样，地球上就出现了一个既有矿物质，又有空气和水分的地带，加上适宜的温度条件，就成为生物衍生的地带，构成生物圈。它包括岩石圈的上部，大气圈的底部和水圈的全部，是地球上一个独特的圈层。
根据地震波在地球内部传播速度变化的探测研究，推测得知地球内部分为三个主要圈层，即地壳、地幔和地核（地核又分外核和内核）（见图2.1.4）。各个圈层之间，存在物理性质上的不连续界面。地壳和地幔之间的界面在地面以下20～30 km，称为莫霍洛维奇界面（discontinuity），简称莫霍面。地幔和外核之间的界面约在2900 km深处，称古登堡界面（Gutenberg discontinuity）。外核和内核之间的界面出现在5100 km深处，称为利曼界面（Rehmann discontinuity）。
地壳的厚度很不均匀，大陆部分地壳较厚平均约为30 km，海洋部分地壳较薄平均为21 km，太平洋底最薄处仅8 km。地壳中还有次一级的不连续界面，把地壳分为上下两层：上部是花岗岩类，富含较轻的物质硅和铝，叫硅铝层；下部是玄武岩类，除硅和铝外，还含有较多的镁和铁，叫硅镁层。在大洋底部，硅镁层直接露出洋底。
图2.1.4 地球的内部结构示意图
地幔的组成物质主要是铁镁含量很高的硅酸盐矿物所组成的橄榄岩。在1000 km左右的深度上，还有一个次一级的不连续面，把地幔分为上下两层。上地幔顶部也有一层固体岩石层，它与地壳共同组成具有刚性的岩石圈。岩石圈的厚度为70～100 km。岩石圈以下，岩石已接近熔融状态，具有很大的可塑性。同上部的岩石圈比较，它易于流动，称为软流圈，其厚度约为200 km。
地球的外核是液体，地球的内核是固体，其界面是5100 km深处的利曼面。地核的物质成分主要是重物质铁和镍。