迄今为止，人类对地球内部有较精确认识的，仅限于地面以下30千米-40千米处的地表。目前，人类了解地球深部主要是借助地震波、电磁波场、重力场和地磁场等进行间接的研究。
地球物理学是认识地球最重要的途径。
地球物理学是地球科学研究领域的一个分支，主要包括空间物理学与固体地球物理学两方面内容。其中固体地球物理学的研究包括地震学、地磁学、地电学、地热学等多个分支。从宽泛意义上讲，地震学、地磁学和重力学就像是支撑固体地球物理学的三脚架，是我们认识地球本体、地球内部结构及其动力过程等极为重要的途径。
地震学主要研究震源机理和地球内部介质的分布与运动规律。自1906年旧金山大地震之后，地震学家关于地震震源的认识一直在不断深化，从最初的“弹性回跳学说”，发展到现在的二维及三维断层模式等;而关于地球内部介质及其动力过程，包括地球内部介质的分层、衰减、不均匀性、各向异性等方面的研究，通过对于地震波相关震相的研究，科学家们的认识也同步深化。同时，利用地震学的方法，科学家们可以寻找埋藏于地球浅层的资源与矿藏，在城市寻找地下管线，对重要建筑工程等进行安全评估等。此外，地震学还是各国进行核爆监测的最重要手段。
地磁学主要研究地磁场的时空分布及变化规律、地磁场起源等。地磁场的主要部分来自于地球内部，构成了地球磁场的基本部分。地球表面的某些区域存在比较对称的地磁条带现象，是海底扩张与板块构造学说的重要依据。地球磁场的起源问题需要科学家们在整个21世纪予以特别关注。
重力学在基础研究领域非常重要。地球内部不同深度的结构分布，会在重力波长上反应出来，金属矿藏、地下水、石油等物质分布会造成地表浅层的重力异常。因此，重力勘探也是我们寻找各种资源与矿藏的重要手段。