Es la capa más interna, extendiéndose desde la discontinuidad de Gutenberg hasta el centro de la Tierra. Representa aproximadamente el 14% del volumen de la Tierra y el 31-32% de su masa.

Con respecto a las condiciones termodinámicas se cree que existen presiones de varios centenares de miles de atmósferas y temperaturas como máximo de 4000 a 5000 ºC.

Suele considerarse al núcleo formado esencialmente de Hierro, interpretación acorde con los datos sismológicos, pero pueden evocarse otras dos series de pruebas para reforzar tal conclusión. La primera es que, para crear un campo magnético el núcleo ha de ser metálico. La segunda, que ningún otro elemento que presente las propiedades observadas en el núcleo abunda en el cosmos como para elegirlo candidato.

De la comparación entre la densidad de las aleaciones de hierro a alta presión y la densidad supuesta para el núcleo (10 gr/cm₃ en sus zonas mas externas y 13 en la más interna), se deduce la presencia de una pequeña proporción de componentes menos densos que el hierro: Azufre, oxígeno o silício. A este respecto es significativo que se encuentren sulfuros en ciertos meteoritos.

Resumiendo, se sigue aceptando que en su mayor parte el núcleo está compuesto de hierro y/o niquel, pero un 8 o 10% está formado por componentes más ligeros como los ya apuntados.