地球深處有三個主要的熱源：（1）行星形成和吸積時產生的熱量，尚未散失；（2）摩擦生熱，由密度較高的地核物質下沉到行星中心引起；（3）放射性元素衰變產生的熱量。
熱量從地球內部散發出來需要相當長的時間。這透過地球液態外核和固態地幔內的“對流”熱傳輸以及透過非對流邊界層（如地表的地殼板塊）較慢的“傳導”熱傳輸來實現。因此，行星的大部分原始熱量，即地球最初吸積並形成地核時的熱量，都得以保留。
透過簡單的吸積過程，將小天體聚集在一起形成原始地球，所產生的熱量是巨大的：大約為10,000開爾文（約18,000華氏度）。關鍵問題是有多少能量沉積到了正在成長的地球中，又有多少能量被重新輻射到太空。事實上，目前關於月球如何形成的公認觀點認為，是火星大小的天體撞擊或吸積了原始地球。當兩個如此大小的天體碰撞時，會產生大量的熱，其中相當一部分被保留下來。這一單獨事件可能在很大程度上融化了行星最外層的數千公里。
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此外，構成行星地核的緻密富鐵物質下沉到中心會產生大約2,000開爾文（約3,000華氏度）的熱量。第三個主要熱源——放射性加熱——的量級尚不確定。放射性元素（主要是鉀、鈾和釷）在地球深處的精確丰度知之甚少。
總之，早期地球的熱量並不匱乏，而地球無法快速冷卻導致地球內部持續高溫。實際上，不僅地殼板塊像毯子一樣覆蓋在內部，而且即使是固體地幔中的對流熱傳輸也沒有提供特別有效的散熱機制。行星確實透過驅動板塊構造的過程散失一些熱量，尤其是在中洋脊處。相比之下，火星和月球等較小的天體幾乎沒有近期構造活動或火山活動的跡象。
我們對地球深處溫度的主要估計來源於鐵在超高壓下的熔化行為。我們知道，地核深度從2,886公里到中心6,371公里（1,794到3,960英里），主要成分是鐵，並含有一些雜質。如何得知？穿過地核的聲音速度（根據地震波穿過地核的速度測量）和地核的密度與實驗室中測量到的鐵在高壓和高溫下的情況非常相似。鐵是唯一與地核的地震特性非常吻合的元素，並且在宇宙中也足夠豐富，可以構成地核中約佔行星質量35%的部分。
地核分為兩個獨立的區域：液態外核和固態核心，兩者之間的過渡帶位於地下5,156公里（3,204英里）處。因此，如果我們能夠測量鐵在內外核邊界極端壓力下的熔化溫度，那麼這個實驗室溫度應該能夠合理地近似於該液固介面的真實溫度。礦物物理實驗室的科學家使用雷射和稱為金剛石對頂砧的高壓裝置，儘可能地重現這些地獄般的壓力和溫度。
這些實驗帶來了嚴峻的挑戰，但我們對這些條件下鐵的熔化溫度的估計範圍約為4,500至7,500開爾文（約7,600至13,000華氏度）。由於外核是流動的，並且據推測是對流的（並且對外核中雜質的存在進行了額外的校正），我們可以將這個溫度範圍外推到地球地幔底部（外核頂部）的溫度，大約為3,500至5,500開爾文（5,800至9,400華氏度）。
這裡的重點很簡單，行星內部的大部分（外核）是由略微不純的熔融鐵合金組成的。鐵在地球深處條件下的熔化溫度很高，這初步證明了地球深處非常熱。
格雷戈裡·萊曾加是哈維·穆德學院的物理學副教授。他提供了一些關於估計地核溫度的額外細節
我們如何知道溫度？答案是我們真的不知道——至少不是非常確定或精確。地球中心位於我們腳下6,400公里（4,000英里）處，但迄今為止能夠鑽探以直接測量溫度（或其他物理量）的最深深度只有大約10公里（六英里）。
具有諷刺意味的是，與冥王星表面相比，地球的核心更難以直接探測。我們不僅沒有“到達地核”的技術，而且完全不清楚將來如何才能做到這一點。
因此，科學家們必須間接地推斷地球深處的溫度。觀察地震波穿過地球的速度，地球物理學家可以確定在無法直接檢查的深度處岩石的密度和硬度。如果可以將這些屬性與已知物質在高溫高壓下的屬性相匹配，那麼（原則上）可以推斷地球深處的環境條件。
這樣做的問題是，地球中心的環境條件非常極端，以至於很難進行任何一種能夠忠實模擬地球核心條件的實驗室實驗。儘管如此，地球物理學家仍在不斷嘗試這些實驗並對其進行改進，以便將其結果外推到地球中心，那裡的壓力是大氣壓的三百多萬倍。
這些努力的最終結果是，目前對地核溫度的估計範圍相當廣泛。“普遍”的估計範圍從大約4,000開爾文到超過7,000開爾文（約7,000到12,000華氏度）。
如果我們非常精確地知道鐵在高壓下的熔化溫度，我們就可以更精確地確定地核的溫度，因為它主要由熔融鐵組成。但是在我們高溫高壓實驗變得更加精確之前，關於我們星球這一基本屬性的不確定性將持續存在。