Powstanie litosfery wiąże się z początkową fazą rozwoju Ziemi. Porządkowanie materii w niezastygłej jeszcze planecie polegało na gromadzeniu się ciężkich pierwiastków w jej jądrze, lżejsze zaś wędrowały ku górze. Powolne stygnięcie powierzchni Ziemi i spadek temperatury jej zewnętrznej warstwy poniżej tysiąca stopni Celsjusza doprowadził do powstania litosfery. Prawdopodobnie pierwotna litosfera zbudowana była z bazaltów, dopiero później wskutek różnych procesów we wnętrzu Ziemi powstała górna warstwa litosfery zbudowana z granitów. Litosfera stanowi zewnętrzną sferę kuli ziemskiej stykającą się na powierzchni z atmosferą i hydrosferą, zaś w głębi Ziemi z astenosferą, czyli warstwą, w której skały są w stanie częściowego stopienia. Obejmuje ona więc skorupę ziemską oraz część górnego płaszcza Ziemi, zwanego płaszczem litosferycznym. Ciekawostką jest, że pojedyncze wiercenia sięgają trzynaście kilometrów w głąb Ziemi, co stanowi zaledwie trzydzieści siedem procent grubości skorupy kontynentalnej.