Pre zemskú kôru sa udáva priemerný geotermický stupeň 32, čo je hĺbka, pri ktorej sa zvýši teplota o 1°C. Veľkosť tepelného toku však podmieňuje aj veľkosť geotermického stupňa. V chemickom zložení zemskej kôry prevláda kyslík, ktorý tvorí viac ako polovicu jej objemu, viac ako štvrtinu tvorí kremík, v značných množstvách je zastúpený hliník, horčík, vápnik., sodík a draslík.
V názoroch na začiatočné štádium vývoja zemskej kôry a jej prvotné zloženie dominujú v súčasnosti dve protichodné hypotézy. Podľa jednej prvotná kôra bola bázická, oceánskeho typu, podľa druhej sialická, kontinentálneho typu. Vo vývoji zemskej kôry sa rozlišuje viac období. Vyčleňujú sa napr. staršie tektonické a metamorfné etapy (predkambrické), okrem toho vývoj kôry v období končiacom sa prvohorami sa líšil od nasledujúcej druhohorno-treťohornej etapy. Zemský plášť tvorí v podloží zemskej kôry vrstvu, ktorá sa rozprestiera do hĺbky 2800-2900 km, kde obaľuje zemské jadro. Vnútorná stavba zemského plášťa je nerovnorodá, rozoznáva sa spodný a vrchný, resp. spodný, stredný a vrchný plášť. Až novšie výskumy odhalili, že v plášti jestvuje viac zón so zmenami v rýchlosti seizmických vĺn, z čoho sa usudzuje ne zložitejšiu stavbu.
Hustota s pribúdajúcou hĺbkou stále vzrastá: v spodnej časti vrchného plášťa dosahuje hodnoty 3,6 t/m³, v hĺbke okolo 1000 km hodnoty 4,5 t/m³ a pri hranici s jadrom 5,6 t/m³. V celej hrúbke zemského plášťa sa hodnoty tlaku s rastúcou hĺbkou stále zvyšuje. V hĺbkach okolo 400 km ja tlak 13,5 Gpa, 1000 km 38,7 Gpa, 2000 km 86,7 Gpa. Pri prepočte hodnôt teploty s rastúcou hĺbkou nemožno vychádzať z hodnôt geotermického stupňa. Pod kontinentálnymi platformami sa udávajú teploty 500 (700)°C-700 (900) °C, v hĺbke okolo 100 km sa predpokladá okolo 1500 °C a v hĺbke 1000 km asi 2700 °C. Do vrchného sa lokalizujú hypocentrá zemetrasení (do hĺbky 700 km), čo indikuje značnú tuhosť materiálu.
Zemský plášť pozostáva prevažne z ťažkých materiálov, bohatých na horčík a železo, ktoré majú zlúčeniny s oxidom kremičitým (kremičitany). Pôsobením veľmi vysokého tlaku sa v spodnej časti zemského plášťa kremičitany pravdepodobne rozkladajú na oxidy. Materiál zemského plášťa by bol roztopený, nebyť vysokého tlaku, vplyvom ktorého sa celý plášť nachádza v tuhom, kryštalickom stave, azda s výnimkou astenosféry (plastickej vrstvy pod litosférou), kde teplota blízka teplote topenia účinkuje silnejšie ako tlak.