La litosfera (del grec λίθος, "pedra" i σφαίρα, "esfera") és la capa superficial de la Terra sòlida, caracteritzada per la seva rigidesa. Està formada per l'escorça terrestre i per la zona contigua, la més externa, del mantell residual, i «flota» sobre l'astenosfera, una capa «tova» que forma part del mantell superior. És la zona on es produeix, en interacció amb l'astenosfera, la tectònica de plaques.

La litosfera està fragmentada en una sèrie de plaques tectòniques o litosfèriques, a les vores de les quals es concentren els fenòmens geològics endògens, com el magmatisme (inclòs el vulcanisme), la sismeticitat o l'orogènesi. Les plaques poden ser oceàniques o mixtes, cobertes en part per escorça de tipus continental.

La distinció o oposició litosfera/astenosfera es basa en les propietats reològiques, de caràcter físic, a diferència de la distinció escorça/mantell, que es basa en la composició química. Mentre el límit escorça/mantell, la discontinuïtat de Mohorovicic, és a gairebé totes les parts una interfase nítida que separa roques de diferent composició química, el límit litosfera/astenosfera correspon a una transició de fase relacionada amb certs valors crítics de pressió i temperatura que s'assoleix a una profunditat que varia amb el caràcter dels materials que estan a sobre. Així, la transició és més profunda sota els materials relativament poc densos dels continents que sota els més densos de la litosfera oceànica. L'astenosfera (del grec ἀσθενός, astenos, sense resistència) és la zona del mantell que subjau a la litosfera, de la qual es distingeix per un comportament molt més plàstic.

El mantell d'encavalcament és un moviment de les plaques on les capes noves d'un plec se situen sota les més velles quan un plec es doblega sobre si mateix. Es produeixen a la litosfera.^{[cal citació]}

A la pràctica no és fàcil traduir aquesta interpretació teòrica a un gruix concret. S'apliquen diferents aproximacions a

• Litosfera tèrmica. Sota aquest concepte la litosfera constitueix la capa límit superior freda de la convecció del mantell. En altres paraules la litosfera es diferencia tèrmicament de l'astenosfera per ser conductiva (i no convectiva) i per tenir un gradient geotèrmic elevat. Alguns autors proposen que el límit inferior de la litosfera es troba a la isoterma 600 °C, a causa del fet que a partir d'aquesta temperatura l'olivina comença a ser dúctil (o plàstica).

• Litosfera sísmica. La base de la litosfera es caracteritza per una reducció en la velocitat de propagació de les ones S i una elevada atenuació de les ones P. Aquesta definició té l'avantatge que és fàcilment detectable a través d'estudis sismològics.

• Litosfera elàstica. Des del punt de vista de la reologia, la litosfera és la capa elàstica que flota sobre l'astenosfera. Gràcies al principi d'isostàsia regional o flexió litosfèrica, és possible calcular el gruix elàstic de la litosfera a partir del seu corbament sota càrregues la (des)glaciació (mesurant el reajustament postglacial) o l'erosió dels continents.

Les litosferes tèrmica i sísmica tenen gruixos equivalents. En general el gruix de la litosfera elàstica és superior que les altres dos. La litosfera és la capa rocosa externa de la terra.

• Escorça terrestre
• Tectònica de plaques
• Placa tectònica
• Orogènesi

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Litosfera