1. Lithosphère et asthénosphère

La roche représentative de la composition chimique de la croûte continentale est le granite, celle représentative du manteau est la péridotite.
Les roches de composition granitique tendent à fondre vers 650°C, alors que les péridotites commencent à fondre vers 1300°C.
Aussi les roches de la croûte continentale deviennent-elles de plus en plus ductiles au fur et à mesure qu’on se rapproche du Moho (pour une croûte de 30 km d’épaisseur, la température est de l’ordre de 600°C). Par contre, directement sous le Moho, les roches du manteau sont toujours très résistantes à la déformation et ont probablement un comportement de type fragile. Pour qu’elles deviennent très ductiles il faut atteindre des températures proches de 1300°C, soit pénétrer jusqu’à 70 km sous le Moho, dans le manteau, et donc à une profondeur depuis la surface de l’ordre de 100 km.
A la structuration en enveloppes concentriques d’origine chimique vient alors se superposer une structuration basée sur la variation du comportement mécanique des roches, fonction non seulement de leur nature chimique mais aussi de la profondeur à laquelle elles se situent : les 100 premiers kilomètres de la Terre constituent une couche relativement rigide qui repose sur une couche beaucoup plus ductile qui se poursuit jusqu’à des profondeurs de l’ordre de 400 km, avant que la viscosité des roches du manteau augmentent à nouveau du fait de la pression croissante vers l’intérieur de la Terre.
C’est cette première couche relativement rigide, de l’ordre de 100 km d’épaisseur qu’on appelle la lithospère, qui constitue les éléments de la tectonique des plaques, et la couche sous-jacente ductile, l’asthénospère.

Etant donné que la croûte océanique est plus mince que la croûte continentale, la lithosphère océanique est plus mince que la lithosphère continentale, et a une épaisseur de l’ordre de 70 km.

2. Tectonique des plaques

Du fait de l’augmentation de la température avec la profondeur, les roches du manteau terrestre à grande profondeur sont relativement moins denses que celles sus-jacentes. Ce faible gradient inverse de densité entraîne une remontée des roches mantelliques « chaudes » vers la surface et le plongement des roches mantelliques « froides » vers le centre de la Terre.
Lorsque les roches « chaudes » progressent vers la surface, elles se refroidissent progressivement, deviennent alors plus denses et plongent à nouveau vers l’intérieur de la Terre. Ainsi le manteau terrestre est animé de courants ascendants et descendants permanents qui constituent des cellules dites de convection. Ces cellules de convection agissent comme un tapis roulant à la base de la lithosphère, qui peut ainsi « glisser » sur la couche ductile que constitue l’asthénosphère.
Là où les courants ascendants divergent en surface, la lithosphère est soumise à une tension horizontale, là où les mouvements descendants convergent en surface elle soumise à une compression horizontale. La lithosphère étant relativement rigide, elle tend à se fracturer sous l’effet de ces forces.
Ainsi la surface de la Terre est-elle constituée de grandes plaques lithosphériques qui s’écartent, se rapprochent ou coulissent les unes par rapport aux autres : c’est ce processus qu’on nomme tectonique des plaques.
Une plaque lithosphérique peut être à la fois de nature continentale et océanique, c'est-à-dire constituée à la fois d’un continent et d’une partie d’océan (c’est le cas de la plupart des plaques), soit de nature uniquement océanique. On dénombre 8 plaques majeures : Afrique, Amérique du Nord, Amérique du Sud, Eurasie, Australie, Pacifique, Antarctique, Nazca, et un certain nombre de plaques de taille plus réduites comme Scotia, Cocos, Caraïbes… Les limites de ces différentes plaques sont dites en divergence, lorsqu’elles s’écartent, en convergence lorsqu’elles se rapprochent, ou en décrochement, lorsqu’elles coulissent l'une par rapport à l’autre.
Les vitesses de déplacements des plaques sont de l’ordre de quelques centimètres par an, jusqu’à 15 cm pour les plus rapides. C’est aux limites de plaques que l’activité sismique de la Terre se concentre; la déformation de la lithospère y est également très intense mais se propage aussi loin à l’intérieur des continents.