A Föld, összetétele szerint három fő szerkezeti egységre bontható, mely a kéreg, a köpeny és a mag (1. ábra). Legfelső része a bolygó "héjának" tekinthető kéreg, mely a Föld sugarának alig fél százalékát teszi ki. Legbelső zónája a fémes, elsősorban vastartalmú mag, melynek sugara hozzávetőlegesen 3480 km. A Föld legnagyobb térfogatú és tömegű tartománya a közbülső köpeny, melynek vastagsága átlagosan 2890 km.

A földköpenyt viszkoelasztikus testnek tekintjük, mely a rövid idejű behatásokra (pl. szeizmikus rengéshullámok) rugalmasan reagál, azonban a nagy karakterisztikus idejű behatásokra viszkózus, folyadékszerű deformációt mutat. Mivel a köpeny–mag határ hőmérséklete (3000–4000 K) jóval meghaladja a felszíni hőmérsékletet, ezért a hőtágulás miatt a mélyebb tartományokban az köpenyanyag sűrűsége lecsökken, benne felhajtóerő ébred. A felemelkedő meleg, kis sűrűségű köpenyanyag a felszínhez érve horizontálisan mozog tovább. Eközben lehűl, összehúzódik, benne negatív felhajtóerő ébred, és visszabukik a köpenybe, olykor egészen a köpeny–mag határig. A határon történő mozgása közben ismét felmelegszik, kitágul, és a cirkuláció kezdődik elölről. Nagyvonalakban ezt a körfolyamatot nevezzük termikus köpenykonvekciónak (2. ábra), melyet fizikailag a Rayleigh-Bénard konvekció ír le.

A földköpenyben zajló termikus konvekció felszíni, horizontális elmozdulása megfeleltethető a lemeztektonikai folyamatoknak, míg a hideg, nagy sűrűségű anyag alábukása a mélytengeri árkoknál szubdukálódó óceáni litoszféralemezeknek. Ezek süllyedésük során vagy megrekednek a felső köpenyben, vagy "áttörnek" a 660 km mélységben lévő ásványtani fázishatáron, és lejutnak az alsó köpenybe. A termikus konvekció felszálló ágának azonosítása már nehezebb feladat. Mindenesetre az utóbbi évtizedben számos geofizikai, ásványfizikai, geokémia eredmény, valamint laboratóriumi és numerikus modellkísérlet szól amellett, hogy ezeket a közel vertikális tengelyű, hengerszerű, meleg anyagfeláramlásokat, az ún. köpenyhőoszlopokat (mantle plumes, 3. ábra) a felszíni forrófoltok (hotspots) alatt kell keresnünk. A különböző listák szerint  40–50 ilyen forrófolt található a Föld felszínén (4. ábra), melyek közül néhány jellegzetes: Hawaii, Izland, Azori-szigetek, Húsvét-sziget, Kerguelen-szigetek stb.

3. ábra Köpenyhőoszlopok (a) laboratóriumban [Griffiths és Cambell 1990], (b) numerikus modellben [Süle 2005] és Izland alatt szeizmikus tomográfia által kimutatva [Wolfe et al. 1997]

4. ábra A forrófoltok elhelyezkedése a Föld felszínén. A piros körök területe arányos a forrófoltok tömegfluxusával, a litoszféralemezek határait sárga vonal jelöli.