科學家主要是通過地震波研究的。包括靜態超高壓技術、深反射地震、大陸科學鑽探、全球地震層析成像。通過地震或人工地震中測量縱、橫波的傳播時間差及收到縱、橫波的情況來調查地球內部結構。地球內部結構是指地球內部的分層結構。今天探測器可以遨遊太陽系外層空間，但對人類腳下的地球內部卻鞭長莫及。目前世界上最深的鑽孔也不過12公里，連地殼都沒有穿透。科學家只能通過研究地震波、地磁波和火山爆發來提示地球內部的祕密。
一般認為地球內部有三個同心球層：地核、地幔和地殼地殼是地球的表面層，也是人類生存和從事各種生產活動的場所。地殼實際上是由多組斷裂的，很多大小不等的塊體組成的，它的外部呈現出高低起伏的形態，因而地殼的厚度並不均勻，地殼上層為花崗巖層，主要由硅－鋁氧化物構成下層為玄武巖層，主要由硅－鎂氧化物構成。
地殼下面是地球的中間層，叫做“地幔”，厚度約2865公里，主要由緻密的造巖物質構成，這是地球內部體積最大、質量最大的一層。地核還可分為外地核、過渡層和內地核三層，外地核厚度約2080公里，物質大致成液態，可流動過渡層的厚度約140公里內地核是一個半徑為1250公里的球心，物質大概是固態的，主要由鐵、鎳等金屬元素構成。地核的温度和壓力都很高，估計温度在5000℃以上，壓力達132億千帕以上，密度為每立方厘米13克。
內部具有分層結構，各層物質的成分、密度、温度各不相同。在天文學中，研究地球內部結對於瞭解地球的運動、起源和演化，探討其他行星的結構，解決行星以至整個太陽系起源和演化問題，都具有十分重要的意義。 到目前為止，關於地球內部的知識，主要來自對地震波的研究。地震波在地球內部傳播時，分為縱波和橫波。
一般是通過地震波地震、地球物理學家和工程師使用地震儀、檢波器（Geophone）來紀錄地震波，早期的儀器使用鐘擺原理和類比信號紀錄地震波，近代的儀器則使用壓晶體管和數位信號處理地震波。
地震波在介質改變時會有不同的傳遞速度，並在交界面上產生折射、反射等行為，這些特性被用來了解地球的內部構造。
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