Žemės magnetinis laukas yra gyvybiškai svarbus veiksnys, apsaugantis planetą nuo Saulės vėjo ir kosminės spinduliuotės. Jis taip pat turi įtaką gyviesiems organizmams, naudingųjų iškasenų paieškai, radijo ryšiams, laivybai ir gyvūnų migracijai. Magnetinį lauką sukuria skystajame branduolyje vykstančios konvekcinės srovės, veikiamos Koriolio jėgos. Magnetinio lauko kryptis per Žemės istoriją nuolat kito, tai užfiksuota uolienose. Magnetinio lauko erdvė yra asimetriška dėl Saulės vėjo įtakos.

Žemės pluta yra viršutinė kieta Žemės dalis, sudaryta iš bazaltinių ir granitinių uolienų. Skiriami du Žemės plutos tipai: žemyninė (storesnė, senesnė, sudaryta iš nuosėdinio, granitinio ir bazaltinio sluoksnių) ir vandenyninė (plonesnė, jaunesnė, sudaryta iš nuosėdinio ir bazaltinio sluoksnių). Geoterminis gradientas apibūdina temperatūros kilimą gilyn (vidutiniškai 3 °C kas 100 m), o geoterminis laiptas – gylį, kuriame temperatūra pakyla 1 °C (vidutiniškai 33 m). Litosfera apima Žemės plutą ir viršutinę mantijos dalį, ji yra suskilusi į tektonines plokštes.

Geologija tiria Žemės plutą, uolienas ir mineralus. Seisminė žvalgyba, analizuojanti seisminių bangų (P, S ir L) sklidimą per skirtingas uolienas, suteikia informacijos apie Žemės gelmių sandarą ir kilmę. Žemė sudaryta iš trijų pagrindinių sluoksnių: branduolio (vidinio ir išorinio), mantijos (įskaitant astenosferą) ir Žemės plutos.