Litosfera, grčki za “stjenovita sfera”, najudaljenija je ljuska Zemlje. Pojam se također koristi za označavanje najudaljenije stjenovite ljuske drugih čvrstih planeta. To je relativno tanak sloj, debljine oko 31 do 62 milje (50 do 100 km) ispod oceana i 93 milje (150 km) na kontinentima. Ovaj sloj se sastoji od gornje kore, debljine oko 3 milje (5 km) u oceanima i 40.3 milja (65 km) debljine na kontinentima, i gornjeg plašta, koji čini ostatak. Koru i gornji plašt razdvaja Mohorovičićev diskontinuitet, točka u kojoj stijene postaju plastične, a ne čvrste. Ispod litosfere je astenosfera, koja se nastavlja na gornji plašt, i otprilike je točka u kojoj plašt postaje tekući.
Ova planetarna ljuska sastoji se od litosferskih ploča, inače poznatih kao tektonske ploče, koje se polako pomiču tijekom vremenskih razdoblja od milijuna godina. Njihova brzina zanošenja je usporediva sa brzinom kojom rastu nokti na rukama. Međutim, tijekom dugog vremenskog razdoblja mogu stvoriti moćne strukture, poput Himalaja u Tibetu. Mt. Everest i druge planine nastale su kada je tektonska ploča ispod Indije probila svoj put prema gore u Aziju.
Koristeći se pažljivim metodama mjerenja i proučavanjem slojeva, paleontolozi su utvrdili da su se tektonske ploče povukle po cijeloj površini planeta prije najmanje 600 milijuna godina, kada su se pojavili različiti fosili. Tijekom tog vremena, kontinenti su započeli odvojeno, zatim se spojili u divovski kontinent Pangea, da bi se nakon nekoliko stotina milijuna godina podijelili i stvorili kontinente koji su ljudima poznati danas.
Aktivnost litosfere može imati dubok utjecaj na površinu iznad nje. Kada se Australija konačno odvojila od Antarktika prije 50 milijuna godina, omogućila je novoj oceanskoj struji – cirkumpolarnoj – da teče oko Antarktika i pojača vlastito hlađenje. To je zamrznulo kontinent, koji je prije bio prekriven šumama, ubijajući sve osim najotpornijih. Također je smanjila prosječnu globalnu temperaturu za nekoliko stupnjeva.
Iako ljudi ne mogu jako duboko kopati u Zemljinu koru s trenutnom tehnologijom, geoznanstvenici mogu proučavati svojstva duboke litosfere ispitivanjem posebnih stijena, ili ksenolita, do kojih dolazi kroz duboke vulkanske cijevi.