La Tierra tiene un núcleo compuesto de dos partes: la interna y la externa. El núcleo exterior es principalmente hierro líquido y algo de níquel, mientras que el interior es principalmente hierro sólido. Durante un tiempo, se pensó que la parte interior era un solo cristal de hierro, aunque las teorías más recientes predicen que es más probable que esté hecha de partes diferentes, con características irregulares. Lo que los científicos saben sobre el núcleo se ha derivado del análisis de ondas sísmicas, así como de modelos basados en la física y la química aceptadas.
El núcleo exterior comienza a una profundidad de 1,790 a 3,160 kilómetros (2,890 a 5,150 millas), y existe cierto grado de incertidumbre sobre la profundidad precisa. La sección interior comienza a una profundidad de 3,160 a 3,954 millas (5,150 a 6,360 kilómetros). Sobre la sección exterior está el manto, la mayor parte de las regiones subterráneas de la Tierra. En comparación con las capas más profundas, el manto es muy viscoso y circula continuamente.
Es la sección exterior la responsable del campo magnético de la Tierra. Circula libremente debido a la agitación provocada por la rotación de la Tierra, con su dinámica dictada por el efecto Coriolis. El efecto es similar a la circulación que se observa en los trozos de pasta que hierven en una olla. Esta circulación constante da lugar al campo magnético de la Tierra, en un proceso denominado teoría de la dínamo. Aunque el núcleo interno está demasiado caliente para mantener un campo magnético permanente, probablemente ayude a estabilizar el campo generado por la parte externa.
La Tierra no siempre ha tenido un núcleo interno sólido. Aunque la presión es extremadamente alta, en un momento estaba tan caliente que todo estaba líquido. Se ha enfriado lentamente con el tiempo y se cree que tiene entre 2 y 4 mil millones de años, más joven que la Tierra misma, que tiene unos 4.5 mil millones de años. La sección interior fue descubierta en 1936 por Inge Lehmann.
Debido a que el núcleo interno es un sólido suspendido en un líquido, puede girar independientemente de la propia Tierra. La mayoría de los geofísicos creen que cada año gira alrededor de un tercio de grado adicional sobre la superficie. Entonces, por cada 1,000 rotaciones aproximadamente de la superficie de la Tierra, la parte interna gira 1,001 veces.