Pământul are un nucleu compus din două părți: porțiunea interioară și porțiunea exterioară. Miezul exterior este în principal fier lichid și ceva nichel, în timp ce interiorul este în principal fier solid. Pentru o vreme, s-a crezut că porțiunea interioară era un singur cristal de fier, deși teoriile mai recente prevăd că este mai probabil format din părți diferite, cu caracteristici neregulate. Ceea ce știu oamenii de știință despre nucleu a fost derivat din analiza undelor seismice, precum și din modele bazate pe fizica și chimia acceptate.
Miezul exterior începe la o adâncime de 1,790 până la 3,160 de mile (2,890 până la 5,150 de kilometri) și există un grad de incertitudine cu privire la adâncimea precisă. Secțiunea interioară începe la o adâncime de 3,160 până la 3,954 mile (5,150 până la 6,360 de kilometri). Deasupra secțiunii exterioare se află mantaua, cea mai mare parte a regiunilor subterane ale Pământului. În comparație cu straturile mai profunde, mantaua este foarte vâscoasă și circulă continuu.
Este secțiunea exterioară care este responsabilă pentru câmpul magnetic al Pământului. Circula liber datorită agitației cauzate de rotația Pământului, dinamica sa fiind dictată de efectul Coriolis. Efectul este similar cu circulația observată la bucățile de paste care fierb într-o oală. Această circulație constantă dă naștere câmpului magnetic al Pământului, într-un proces numit teoria dinamului. Deși miezul interior este prea fierbinte pentru a menține un câmp magnetic permanent, probabil că ajută la stabilizarea câmpului generat de porțiunea exterioară.
Pământul nu a avut întotdeauna un nucleu interior solid. Deși presiunea acolo este extrem de mare, la un moment dat era atât de cald încât totul era lichid. S-a răcit lent în timp și se crede că are între 2 și 4 miliarde de ani, mai tânăr decât Pământul însuși, care are aproximativ 4.5 miliarde de ani. Secțiunea interioară a fost descoperită în 1936 de Inge Lehmann.
Deoarece miezul interior este un solid suspendat într-un lichid, acesta se poate roti independent de Pământul însuși. Majoritatea geofizicienilor cred că se rotește cu aproximativ o treime de grad suplimentar peste suprafață în fiecare an. Deci, pentru fiecare aproximativ 1,000 de rotații ale suprafeței Pământului, porțiunea interioară se rotește de 1,001 de ori.