地球内部温度的估计主要是利用热传导和对流理论。地球物理学家采用各种方程来描述和求解地球内部的温度变化情况，应用热传导方程来估算岩石圈板块内的温度变化和板块厚度特别有用。现在的研究表明，大陆岩石圈的热梯度主要通过热传导形成，对流作用较小。但地壳中放射性元素 K，U，Th的含量很高，不能忽略放射性元素产生热的影响，而且这种影响在上、下地壳和岩石圈地幔部分的差别是不一样的。
     因此大陆岩石圈内的温度变化与地壳厚度和岩石圈厚度有密切的关系。海洋岩石圈板块的形成和增生是通过洋脊轴软流圈物质不断上涌迁移、并逐渐向两侧扩张冷却和固化而产生。其对流热损失要比热传导热损失大许多倍。已有公式来描写海洋地表热流、海水深度（取决于海底地形）、板块厚度与板块年龄（离开洋脊的距离）之间的相关性。对于岩石圈以下地球内部的温度估计目前还相当肤浅。岩石圈以下的热交换主要是通过深地幔对流。而地幔对流中的许多理论问题和物理参数的确定尚有待进一步工作，因此不可能建立起地球内部温度的理论模式。
     根据目前高温高压的实验资料、结合地震波资料可以对地球若干界面温度作如下的估计：岩石圈板块底界（50—110km左右），达到玄武质物质熔融，温度约1200—1300℃。上地幔底界（～400km）处，橄榄石发生相变，由橄榄石型结构变成尖晶石型结构，温度相当于1500℃。过渡层中670—700km处，出现尖晶石型到方镁石型结构的转变，温度约为1960℃。核幔边界处2900km，外核具有液相特征，根据铁的高压熔点实验外推在2900km处应为3500℃。内核与外核边界5100km处，金属相内核又从液相转为固相，根据铁的熔点实验外推应为4300℃，而根据硫化铁熔点实验外推应为3900℃。