L’asthénosphère est une partie du manteau supérieur située juste sous la lithosphère qui est impliquée dans les mouvements de la tectonique des plaques et les ajustements isostatiques. La limite lithosphère-asthénosphère est conventionnellement prise à l’isotherme 1300 °C. En dessous de cette température (plus proche de la surface), le manteau se comporte de manière rigide ; au-dessus de cette température (plus profondément sous la surface), il agit de manière ductile.
Les ondes sismiques traversent relativement lentement l’asthénosphère par rapport au manteau lithosphérique sus-jacent, c’est pourquoi on l’a appelée la zone de faible vitesse (LVZ), bien que les deux ne soient pas identiques.C’est l’observation qui, à l’origine, a alerté les sismologues sur sa présence et a donné quelques informations sur ses propriétés physiques, car la vitesse des ondes sismiques diminue avec la diminution de la rigidité.Cette diminution de la vitesse des ondes sismiques de la lithosphère à l’asthénosphère pourrait être causée par la présence d’un très faible pourcentage de matière fondue dans l’asthénosphère. La limite inférieure de la LVZ se situe à une profondeur de 180-220 km, alors que la base de l’asthénosphère se situe à une profondeur d’environ 700 km.
Dans le manteau océanique, la transition entre la lithosphère et l’asthénosphère (la LAB) est moins profonde que pour le manteau continental (environ 60 km dans certaines anciennes régions océaniques) avec une forte et grande chute de vitesse (5-10%). Au niveau des dorsales médio-océaniques, le LAB s’élève jusqu’à quelques kilomètres du plancher océanique.
La partie supérieure de l’asthénosphère serait la zone sur laquelle se déplacent les grandes plaques lithosphériques rigides et cassantes de la croûte terrestre. Grâce aux conditions de température et de pression de l’asthénosphère, la roche devient ductile, se déplaçant à des taux de déformation mesurés en cm/an sur des distances linéaires pouvant atteindre des milliers de kilomètres. De cette façon, elle circule comme un courant de convection, rayonnant la chaleur vers l’extérieur de l’intérieur de la Terre. Au-dessus de l’asthénosphère, à la même vitesse de déformation, la roche se comporte de manière élastique et, étant fragile, peut se briser, provoquant des failles. On pense que la lithosphère rigide « flotte » ou se déplace sur l’asthénosphère qui s’écoule lentement, permettant ainsi le mouvement des plaques tectoniques.