Pomiędzy cienką skorupą a metalicznym jądrem znajduje się gruby, skalisty płaszcz. Rozciąga się on od podstawy skorupy do głębokości około 2900 km i stanowi około dwóch trzecich masy Ziemi. Choć jest stały, płaszcz powoli ulega konwekcji w ciągu dziejów geologicznych.

W składzie dominują minerały krzemianowe bogate w magnez i żelazo. Ciśnienie i temperatura rosną wraz z głębokością, powodując przejścia fazowe widoczne jako nieciągłości sejsmiczne. Górny płaszcz obejmuje sztywny płaszcz litosferyczny i ciągliwą astenosferę; dolny płaszcz jest gęstszy i płynie wolniej.

Konwekcja w płaszczu napędza tektonikę płyt i dostarcza ciepło z głębokiego wnętrza na powierzchnię. Uważa się, że pióropusze unoszące się z głębokiego płaszcza zasilają wulkany w punktach gorących. Prawie cały płaszcz pozostaje niedostępny dla bezpośredniego pobierania próbek, z wyjątkiem rzadkich ksenolitów i interpretacji fal sejsmicznych.

• Gruba warstwa skalna między skorupą a jądrem
• Stały, ale konwekcyjny w długich skalach czasu
• Źródło magm bazaltowych
• Napędza ruch płyt tektonicznych