作为一个整体的地球,在结构上的显著特征,就是它由同心圈层所组成。不同的圈层尽管它的大小、组成物质、性状和厚薄不同,但都以地心为其共同的球心,所以称为同心圈层,这些圈层依次更替,互相联系。一般以地壳表面为界,分为外部圈层和内部圈层,有人称之为“里三层和外三层”。在地球外部圈层中,根据物质的不同特点可分为大气圈、水圈和生物圈。地球内部,根据对地震波的传播研究等划出地壳、地幔和地核三个圈层。
以上圈层的厚度、体积、平均密度和质量均不相同。那么这些圈层又是如何形成的呢?简单讲,当初从太阳星云中分化出来的原始地球是一个比较均质的球体,那时铁、镍、硅酸盐物质混杂一起,没有明显的分层现象。自原始地球形成后的几千年内,由于地球内部铀、钍、钾等放射性元素蜕变生热,地球内部不断增温,当温度达到一定程度时,原始地球内部开始熔化,致使地球内部发生巨大分化,铁、镍首先熔化,比重较大的熔滴渗过硅酸盐物质沉向地球中心,形成熔融的地核,同时地内深处较轻的硅酸盐物质(后熔)则浮向地球上部,首先分化出地幔和地核。
组成地幔的硅酸盐物质也存在着较轻和较重的差异,在长期分异和重力作用下,较轻的花岗岩类浮在地球最上层,玄武岩位于花岗岩之下,较重的橄榄岩又位于玄武岩之下,这样,花岗岩和玄武岩层构成了地壳,而橄榄岩形成地幔的主要成分。在大规模的物质变迁中,大约经过4亿~10亿年,最后形成地球内部三层,即地壳、地幔和地核。
随着原始地球的改组和分异活动等,一直被禁锢在地球物质中的气体大量泄出地表,由于地球引力使甲烷和氨等比较重的气体和水汽在地球外层停留形成原始大气,随着地表逐渐冷却和大气中尘埃微粒增多,水分循环,形成原始水圈。以后由于水量增加,地壳形态变化,原始水圈逐渐演变成今天的海洋、河湖和沼泽。
海洋形成以来,由于各种外力等因素的作用,生物逐渐出现,特别是原始绿色植物的出现,从而进行光合作用,令氧从二氧化碳中分离出来。游离的氧对原始大气的氧化作用使一氧化碳变成二氧化碳,氨变成水汽和氮,最后形成以氮和氧为主的现代大气成分。氧的存在,原始生命逐渐发展起来,从海洋扩展到陆地和低层大气,形成生物圈。生物圈质量虽小而且较薄,但是唯一具有生命的圈层。生物的出现,不仅使自然界中化学元素进行了迁移,而且改造了大气圈、水圈和岩石圈,从而使地球面貌发生了根本的变化。