人類已經向外太空派出了各種探測器，但是對地球內部的了解卻非常有限。迄今為止，人類對地球內部鑽探所達到的最大深度才剛剛到達陸殼的一半。如果把地球比作雞蛋，人類向下的鑽探連雞蛋殼還沒打破呢。
不過，地表的岩石、地震波以及模擬高溫高壓實驗為我們揭示了地球內部的一部分秘密。地表很多岩石形成於地球深部，但現在出露於地球的表面，研究這些岩石的化學成分和形成原因可以幫助人們認識地球內部的化學組成和溫度、壓力等信息。此外，岩漿從地球深部快速上涌噴發時，有機會捕獲很多上升通道周圍的岩石，常稱之為捕虜體。有些岩石來自超過200千米深的地下，遠遠超過人類深部鑽探到達的深度。比如在中國山東、遼寧和江蘇有大量不同時代的玄武岩，這些岩石中存在很多地幔橄欖岩的捕虜體，可以告訴我們腳下幾十千米深處有些什麼樣的岩石。地震產生的地震波給人類帶來巨大的災難，但也是研究地球內部結構的重要工具。就像醫院常用b超發出的超聲波來檢查人體的器官，地震波則幫助我們“看穿”地球，看到隱藏於地球內部的層圈結構。比如在南美洲南端發生的地震，地震波可以穿過地球的核心，到達北美洲的阿拉斯加。如果人們在阿拉斯加收集地震波的信號，就可以反推得到地球內部圈層的信息。由于地球形成的热还没有完全散失，加之地球内部铀和钍等放射性同位素会衰变产生大量的热，因此地球内部的温度随深度的增加而升高，最高可以达到3000℃以上。因此，科學家們利用高溫高壓（高達100萬標準大氣壓以上）設備來模擬地球內部的環境，推測地球內部各個圈層存在哪些礦物，以及它們的成分和密度。
綜合各種資料，我們現在知道了地球各個圈層的主要成分。陸地上的地殼主要由長石和石英等礦物組成，主要成分是氧、矽、鋁元素;海洋里的地殼主要由玄武岩組成，它的矽鋁含量比陸殼低，同時具有較高的鐵鎂含量。地幔主要由橄欖岩組成，最主要的礦物是橄欖石、石榴石和方鎂石。正因為地幔的密度高於陸殼，陸殼才能漂浮在地幔之上，為陸生生物提供棲身之所。地核的主要成分是鐵金屬。但是地球物理研究說明，純鐵的密度比地核的密度大，所以地核中還有一些較輕的元素，比如鎳、硫、矽等。地核分成兩層，外地核是金屬熔體，而內核是金屬固體。這些就是目前我們對地球內部成分的一般認識。