Среди ученых нет единого мнения о химическом составе оболочек и ядра Земли. По последним данным, на Земле существует 285 химических элементов и их изотопов. В 1889 г. американский геохимик Ф. Кларк впервые определил средние содержания химических элементов в земной коре. В честь него академик А. Е. Ферсман в 1923 г. предложил называть кларками средние содержания химических элементов в земной коре, рассчитанные на весь ее объем и выраженные в весовых или объемных процентах. По данным академика А. П. Виноградова, опубликованным в 1960 г., 99,48% состава земной коры дают в сумме девять элементов: кислород (47,00%), кремний (29,50%), алюминий (8,05%), железо (4,65%), кальций (2,96%), натрий (2,50%), калий (2,50%), магний (1,87%), титан (0,45%).

Земля постоянно пополняется космическим веществом в виде метеоритов и космической пыли, которое по составу отличается от вещества верхних слоев Земли. Но и сама Земля отдает в мировое пространство часть своего вещества — гелий, неон, возможно, водород, азот и другие газообразные элементы и соединения. Некоторые химические элементы, например радиоактивные, входящие в состав земного вещества, со временем изменяются. В результате уран и торий превращаются в конечном итоге в устойчивые элементы — свинец и гелий. В минувшие геологические эпохи кларки урана и тория были, очевидно, значительно выше, а кларки свинца ниже, чем сейчас. По-видимому, это относится и ко всем другим элементам, подверженным превращениям.

Со временем меняется и изотопный состав некоторых химических элементов. Например, изотоп урана U238 имеет период полураспада 4,5-109 лет, a U235 — 7,Ы08 лет. По подсчетам советского геохимика А. А. Саукова, 700 млн. лет назад атомов изотопа U235 было в два раза больше, а 2 млрд, лет назад — почти в шесть раз больше, чем теперь.

О химическом составе мантии и ядра ученые судят по косвенным данным. Установлено, что плотность земного вещества с глубиной возрастает. На этом основании предполагается, что в составе мантии преобладают более тяжелые химические элементы, такие, как железо, магний, хром. Резкое изменение плотности вещества на границе мантии и ядра, по мнению ученых, указывает на то, что ядро сложено веществом либо иного химического состава, чем вещество мантии, либо иного фазового состояния.

В природе встречаются участки, в пределах которых кларки каких-либо элементов выше или ниже среднего для земной коры кларка. Так, в отдельных районах Северного Урала повышены кларки магния и никеля, на рудном Алтае — свинца, цинка, серебра и т. д. Повышенные кларки того или иного района часто указывают на наличие в нем месторождений соответствующих элементов.