A parte mais fácil de entender da Terra é a crosta superior, que expõe a superfície da Terra, e também pode ser usada para analisar os elementos que compõem as várias rochas e minerais. Portanto, na exploração da composição da Terra, as pessoas têm o conhecimento mais profundo da composição da crosta superior. Em geral, existem duas maneiras de revelar a composição média da crosta superior: uma é medir a composição química de várias rochas em larga escala e, em seguida, calcular a composição média da crosta com base em sua proporção na crosta terrestre. A composição química de algumas rochas sedimentares na crosta terrestre, como xisto, mudstone e loess, é muito pequena e pode representar o valor médio da composição da crosta superior em uma ampla faixa. Portanto, a medição de rochas sedimentares finas na crosta terrestre é outro método importante, especialmente para explorar alguns elementos que não migram com a água durante o processo de intemperie. As duas abordagens têm suas vantagens: a primeira é precisa, mas é pesada em trabalho, exigindo a medição de milhares de amostras; a segunda é pequena em trabalho, mas estimações imprecisas para certos elementos que são facilmente solúveis em água, como o magnésio. Goldschmidt, o fundador da geoquímica moderna, fez contribuições notáveis neste campo, e o geoquímico chinês Li Tong também estimou a composição da crosta superior da China.
No entanto, como é possível fazer uma medição abrangente e precisa da composição de toda a Terra? A resposta é: pelo sol e pelos meteoritos. O Sol é responsável por 99,7% da massa do Sistema Solar, e através de medições da fotosfera solar, podemos aprender sobre a composição química do Sol. Curiosamente, com exceção de alguns elementos voláteis, como hidrogênio e hélio, a composição química da fotoesfera solar é muito consistente com um meteorito que contém uma estrutura condrida. O interior dos condritos contém partículas de tamanho milimétrico, que são as primeiras partículas sólidas formadas quando o material das nebulosas do Sistema Solar se condensa. Esses meteoritos se formaram no início da condensação das nebulosas do sistema solar, e se a Terra vier da aglomeração desses meteoritos condrídicos, podemos obter uma boa compreensão da composição média da Terra estudando meteoritos.
Na tabela periódica dos elementos descoberta pelo químico Mendeleev, o número de elementos chegou até agora a 118. No entanto, existem apenas 94 tipos de elementos que ocorrem na natureza. Graças a esses métodos, agora sabemos que os elementos mais predominantes da Terra são ferro, oxigênio, silício, magnésio, que compõem mais de 90% da Terra e estão presentes principalmente na crosta, manto e núcleo terrestre sob a forma de minerais de silicato e metais.
Outros elementos, embora representem uma proporção muito pequena, o estudo deles também pode revelar uma história importante da evolução da Terra. Um exemplo interessante é o mistério dos metais do grupo platina. Quando o manto e o núcleo se separam, quase todos os metais do grupo da platina entram no núcleo da Terra, de modo que o conteúdo de metais do grupo da platina é extremamente baixo na parte de silicato da Terra. No entanto, as medições atuais do manto da Terra mostram que o conteúdo desses elementos no manto ainda é bastante alto. Assim, alguns cientistas especulam que, após a formação do núcleo da Terra, um asteróide com alto teor de metais do grupo platina atingiu a Terra, reabastecendo o manto da Terra com esses importantes recursos metálicos.