Es la capa superficial de la Tierra sólida, caracterizada por su rigidez. Está formada por la corteza terrestre y por la zona contigua, la más externa, del manto residual, y «flota» sobre la astenosfera, una capa «blanda» que forma parte del manto superior. Es la zona donde se produce, en interacción con la astenósfera, la tectónica de placas. La litosfera está fragmentada en una serie de placas tectónicas litosféricas, en cuyos bordes se concentran los fenómenos geológicos endógenos, como el magmatismo y la sismicidad.

La litosfera conforma la parte sólida de la corteza terrestre. Como hemos visto, los elementos que en ella predominan son oxigeno (O), azufre (S), aluminio (Al), hierro (Fe), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (k) y magnesio (Mg), de ahí que los compuestos más comunes están formados en primer lugar por oxígeno, como los óxidos. Además de este elemento, otros contienen silicio, formando silicatos, y otros más incorporan también aluminio en los alumino-silicatos.

Litosfera térmica

Bajo este concepto la litosfera constituye la capa límite superior fría de la convección del manto. En otras palabras la litosfera se diferencia térmicamente de la astenosfera por ser conductiva (y no conectiva) y por poseer un gradiente geotérmico elevado. Algunos autores proponen que el límite inferior de la litosfera se encuentra en la isoterma 600°C, debido a que a partir de esta temperatura el olivino comienza a ser dúctil (o plástico).

La base de la litosfera se caracteriza por una reducción en la velocidad de propagación de las ondas S y una elevada atenuación de las ondas P. Esta definición tiene la ventaja que es fácilmente detectable a través de estudios sismológicos.