科学家为了研究方便，将地幔分为上地幔、过渡层和下地幔。过去有人将900公里深度作为上下地幔的分界，也有将650公里作为上下地幔的分界。科学研究发现上地幔的速度变化很不规则，而且速度梯度很大；下地幔的速度单调地增大，而且速度梯度小。上地幔的速度梯度可以用矿物相变来解释。
无论是大陆，还是海洋，正常地幔顶部的地震纵波速度约为8.1—8.3公里／秒，活动构造带的地幔顶部，其速度较小，只有7.4—7.8公里／秒。上地幔的一个特点是存在一个低速层（B″层）。自M面至低速层顶面之间称为盖层（B′层）。
有关盖层的速度结构主要来自莫霍面的绕射波。根据天然地震资料，它们的速度随震中距（△）的变化很小，因此长期以来认为，盖层的速度比较均匀。盖层的速度比较均匀，但是薄层的变化可能很大。根据人工爆破的资料，盖层与地壳相似，其中也存在许多特殊构造，横向变化很大。
大陆低速层的深度从150公里开始，海洋的低速层较浅，约自深度60公里开始。大陆和海洋的低速层底面深度均为220公里。低速层的地震横波速度比地幔顶部大约减小10％。低速层的产生可以归因于该处物质发生部分熔融，也许还有化学成分改变的影响。
低速层下面是速度比较均匀的物质，称为均匀层。
有人根据重力均衡的现象以及其他力学的考虑，认为上地幔必须存在物质可以沿水平方向流动的地层，并称它为软流层。软流层以上到地面，包括地壳的物质称为岩石层，岩石层的物质不能沿水平方向流动。力学上的软流层与地震波的低速层其含义和位置不一定符合，但是很多人都把它们等同起来。
根据板块构造理论，全球的岩石层可以分成几个大的板块，它们“浮”在软流层之上，并且彼此之间有相对的运动。软流层顶面的位置随板块的不同荷载而异，而底面的深度应当相同。但是，根据天然地震体波的分析，不同构造带的横向深度差异至少延伸至400公里以上，这样，软流层也许延伸很深。
地幔介于地壳和地核之间，深度一般从地面以下33公里到2900公里，约占地球总体积的83.3%。因为它在地壳和地核的中间，所以又称“中间层”。
地幔可分为上下两层。上地幔由硅、氧、铁、镁等元素组成，其中铁镁含量比地壳的铁镁含量多，因此这层又称为地幔硅镁层。一般认为，这里的物质处于局部熔融状态，它像一条传送带，带动着地壳缓慢地移动，并促使地球下层的物质与上层物质进行交换。这里也是岩浆的发源地，广泛分布于地壳的玄武岩就是从这一层喷发出来的。下地幔除硅酸盐岩石外，金属氧化物与硫化物显著增加，它的物质比重比上地幔物质比重要大，呈固体状态。
据推算，地幔层的温度高达1000～2000℃，内部压力达9000～38.2万个大气压，物质密度达3.3～4.6克/厘米3。在这种高温、高压和高密度的环境条件下，物质处于一种塑性的固体状态。它好像沥青一样，在短时间内具有固体的性质，如果放久了就会变形，具有可塑性。在地幔的上层，由于压力较小，物质呈半熔融状态，被称为“软流层”。坚硬的地壳，就浮在这个软流层上。一旦在地壳的浅薄地段发生裂缝，灼热的岩浆就会沿着裂缝喷出地面，引起火山爆发。
地幔层是一个广阔的地下世界，人们至今知道得还很少，有待我们去探索。
