Quando si verifica un
terremoto si sviluppano onde sismiche di tipo P e di tipo S, che si propagano in ogni direzione. Le onde sismiche di tipo P, che si sviluppano nella prima fase del terremoto, passano attraverso solidi e liquidi. Le onde di tipo S, o di seconda fase, attraversano solo materiali solidi.Alcune onde raggiungono la superficie terrestre anche dalla parte opposta rispetto a quella dove si è verificato il sisma. Ma qui risultano molto deboli, e non vengono quindi percepite dall'uomo ma solo dai sismografi. La composizione chimica e la temperatura delle rocce attraversate incidono sulla velocità delle onde. Inoltre, passando da uno strato di rocce a un altro con caratteristiche fisiche diverse, le onde possono essere deviate o riflesse. Studiando queste proprietà e confrontando i sismogrammi registrati in diverse zone della superficie, gli scienziati sono riusciti ad ottenere importanti informazioni sulla struttura interna della Terra. Nel 1909 il sismologo Andrija Mohorovich, studiando i sismogrammi relativi a un terremoto avvenuto in Croazia in quell'anno, scoprì che, a circa 60 km di profondità, la velocità delle onde sismiche aumentava improvvisamente. Ciò indicava un brusco cambiamento delle proprietà fisiche delle rocce. Così fu scoperta la discontinuità di Mohorovich (o più brevemente Moho), corrispondente al passaggio dalla crosta al mantello.
Pochi anni dopo fu rilevato che le onde S non riuscivano ad attraversare la parte più interna della Terra. Poiché le onde S possono attraversare solo i solidi, si giunse alla conclusione che la Terra possedesse un nucleo costituito da materiali fluidi. Le incertezze maggiori riguardano la parte interna del nucleo, detta nucleo interno, che si suppone sia solido a causa degli altissimi valori che la pressione raggiunge a quella profondità.