Die Lithosphäre, griechisch für „felsige Kugel“, ist die äußerste Hülle der Erde. Der Begriff wird auch verwendet, um sich auf die äußerste Gesteinshülle anderer fester Planeten zu beziehen. Es ist eine relativ dünne Schicht, die unter den Ozeanen etwa 31 bis 62 km dick und auf den Kontinenten 50 km dick ist. Diese Schicht besteht aus der oberen Kruste, die in den Ozeanen etwa 100 km dick ist und auf den Kontinenten 93 ml (150 km) dick ist, und dem oberen Mantel, der den Rest ausmacht. Die Kruste und den oberen Mantel trennt die Mohorovičić-Diskontinuität, der Punkt, an dem Gesteine eher plastisch als fest werden. Unterhalb der Lithosphäre befindet sich die Asthenosphäre, die den oberen Mantel fortsetzt und ungefähr den Punkt darstellt, an dem der Mantel flüssig wird.
Diese Planetenhülle besteht aus lithosphärischen Platten, auch als tektonische Platten bekannt, die über Zeiträume von Millionen von Jahren langsam driften. Ihre Driftgeschwindigkeit ist vergleichbar mit der Geschwindigkeit, mit der die Fingernägel einer Person wachsen. Über lange Zeiträume können sie jedoch mächtige Strukturen schaffen, wie zum Beispiel das Himalaya-Gebirge in Tibet. Mt. Everest und die anderen Berge wurden gebildet, als die tektonische Platte unter Indien nach oben nach Asien vordrang.
Mit sorgfältigen Messmethoden und dem Studium von Schichten haben Paläontologen festgestellt, dass die tektonischen Platten seit mindestens 600 Millionen Jahren, als verschiedene Fossilien auftauchten, über die gesamte Oberfläche des Planeten gewandert sind. In dieser Zeit trennten sich die Kontinente, verschmolzen dann zum Riesenkontinent Pangäa, um sich nach einigen hundert Millionen Jahren aufzuteilen und die Kontinente zu schaffen, mit denen die Menschen heute vertraut sind.
Lithosphärische Aktivität kann einen tiefgreifenden Einfluss auf die darüber liegende Oberfläche haben. Als sich Australien vor 50 Millionen Jahren endgültig von der Antarktis trennte, ermöglichte es einer neuen ozeanischen Strömung – der zirkumpolaren Strömung –, die Antarktis zu umfließen und ihre eigene Abkühlung zu verstärken. Dies fror den Kontinent ein, der zuvor mit Wäldern bedeckt war, und tötete alle bis auf die härtesten Leben dort. Es senkte auch die durchschnittliche globale Temperatur um mehrere Grad.
Obwohl der Mensch mit der heutigen Technologie nicht sehr tief in die Erdkruste graben kann, können Geowissenschaftler die Eigenschaften der tiefen Lithosphäre untersuchen, indem sie spezielle Gesteine oder Xenolithe untersuchen, die durch tiefe vulkanische Rohre gefördert werden.