Lớp phủ về bản chất khác lớp vỏ ở các đặc trưng cơ học và thành phần hóa học của nó. Khác biệt giữa hai lớp được dựa trên các đặc trưng hóa học, kiểu đá, lưu chấn học và địa chấn học. Trên thực tế, lớp vỏ là sản phẩm của sự nóng chảy của lớp phủ. Sự nóng chảy một phần của vật liệu lớp phủ được coi là nguyên nhân làm cho các nguyên tố không tương thích với nhau bị tách ra khỏi đá lớp phủ, với các vật chất ít nặng hơn bị nổi lên trên thông qua các khe hở, vết nứt hay các rãnh nứt, bị nguội đi và đông đặc lại ở bề mặt.Các loại đá lớp phủ điển hình có tỷ lệ magiê trên sắt cao hơn và tỷ lệ nhỏ hơn của silic và nhôm so với lớp vỏ. Kiểu tỷ lệ như vậy cũng được dự báo bằng các thực nghiệm làm nóng chảy một phần các loại đá được cho là đại diện của lớp phủ Trái Đất.

Đá lớp phủ nằm nông hơn khoảng 400 km độ sâu bao gồm chủ yếu là olivin[8], pyroxen, spinel và thạch lựu[5][9]; các kiểu đá điển hình được cho là peridotit,[5] dunit (peridotit giàu olivin) và eclogit. Giữa độ sâu khoảng 400 km và 650 km, olivin không ổn định và bị thay thế bằng các dạng đa hình áp suất cao với xấp xỉ cùng một thành phần: một đa hình là wadsleyit (hay kiểu beta-spinel), còn đa hình kia là ringwoodit (khoáng vật với cấu trúc kiểu gamma-spinel). Dưới độ sâu 650 km, tất cả các loại khoáng vật của lớp phủ trên bắt đầu trở thành không ổn định; các khoáng vật phổ biến nhất hiện diện có cấu trúc (nhưng không phải thành phần) tương tự như cấu trúc của khoáng vật perovskit. Các thay đổi trong thành phần khoáng vật ở độ sâu khoảng 400 tới 650 km sinh ra các dấu hiệu đặc trưng để phân biệt trong các hồ sơ địa chấn của phần bên trong Trái Đất, và giống như "moho", chúng dễ dàng được phát hiện bằng việc sử dụng sóng địa chấn. Các thay đổi khoáng vật học này có thể ảnh hưởng tới đối lưu lớp phủ, do chúng tạo ra các thay đổi về tỷ trọng và chúng có thể hấp thụ hay giải phóng ẩn nhiệt cũng như làm giảm xuống hay tăng lên độ sâu của sự chuyển tiếp pha đa hình cho các khu vực có nhiệt độ khác nhau. Các thay đổi trong thành phần khoáng vật học theo độ sâu đã được điều tra trong các thực nghiệm phòng thí nghiệm sao chép lại áp suất cao lớp phủ, chẳng hạn trong các thực nghiệm sử dụng đe kim cương[10].

Lý giải cho việc tại sao lớp lõi trong rắn, lớp lõi ngoài lỏng còn lớp phủ thì ở dạng rắn/dẻo là do sự phụ thuộc vào điểm nóng chảy tương đối của các lớp khác nhau (lớp lõi niken-sắt, lớp vỏ và lớp phủ là silicat) cũng như do sự gia tăng về nhiệt độ và áp suất khi di chuyển xuống sâu hơn vào bên trong Trái Đất. Ở bề mặt cả hợp chất của niken-sắt lẫn các silicat đều đủ nguội để là chất rắn. Trong lớp phủ trên, các silicat nói chung đều ở dạng rắn (ở một số chỗ với các lượng nhỏ ở dạng nóng chảy); tuy nhiên, do lớp phủ trên vừa nóng vừa chịu một áp suất chưa quá lớn, nên đá trong lớp phủ trên có độ hớt tương đối thấp. Ngược lại, lớp phủ dưới chịu áp lực mạnh hơn và vì thế có độ nhớt cao hơn so với lớp phủ trên. Lõi ngoài bằng niken-sắt kim loại là dạng lỏng cho dù phải chịu một áp suất rất lớn do nó có điểm nóng chảy thấp hơn so với các silicat lớp phủ. Lõi trong là chất rắn do áp suất cực lớn ở gần về tâm Trái Đất[12].