O núcleo é uma das camadas em que a Geologia divide o planeta, sendo a mais interna. É constituído por uma parte sólida (núcleo interno) envolvida por uma líquida (núcleo externo). Esta camada líquida dá origem ao campo magnético terrestre devido aos movimentos de convecção do seu material, que é electricamente condutor

O núcleo externo é provavelmente composto de ferro metálico e outros elementos (enxofre, silício, oxigénio, potássio e hidrogénio) e o núcleo interno é composto de ferro e níquel, e é sólido porque, apesar das imensas temperaturas, está sujeito a pressões tão elevadas (cerca de 4,5 milhões de atmosferas) que os átomos ficam compactados; as forças de repulsão entre os átomos são vencidas pela pressão externa, e a substância acaba se tornando sólida. A temperatura entre o núcleo e o manto é estimada em cerca de 3700°C, podendo atingir de 4000 a 6000°C no núcleo interno.

Em seus primeiros momentos de existência, há cerca de 4,5 bilhões de anos, a Terra era formada por materiais líquidos ou pastosos, e devido à acção da gravidade os objectos muito densos foram sendo atraídos para o interior do planeta (o processo é conhecido como diferenciação planetária), enquanto que materiais menos densos foram trazidos para a superfície. Como resultado, o núcleo é composto em grande parte por elementos mais pesados como o ferro (80%), e de alguma quantidade de níquel e silício. Outros elementos, como o chumbo e o urânio, são muitos raros para serem considerados, ou tendem a se ligar a elementos mais leves, permanecendo então na crosta. A espessura do nucleo é aproximadamente 3400 km de raio.