Astenosfera to część górnego płaszcza tuż pod litosferą, która bierze udział w ruchach tektonicznych płyt i korektach izostatycznych. Granicę litosfera-astenosfera umownie przyjmuje się na poziomie izotermy 1300 °C. Poniżej tej temperatury (bliżej powierzchni) płaszcz zachowuje się sztywno; powyżej tej temperatury (głębiej pod powierzchnią) zachowuje się w sposób plastyczny.
Fale sejsmiczne przechodzą przez astenosferę stosunkowo wolno w porównaniu z leżącym nad nią płaszczem litosfery, dlatego nazwano ją strefą niskiej prędkości (LVZ), choć te dwa pojęcia nie są tożsame.To właśnie ta obserwacja pierwotnie zaalarmowała sejsmologów o jej obecności i dała pewne informacje o jej właściwościach fizycznych, gdyż prędkość fal sejsmicznych maleje wraz ze zmniejszającą się sztywnością.Ten spadek prędkości fal sejsmicznych od litosfery do astenosfery może być spowodowany obecnością bardzo małego procentu stopionego metalu w astenosferze. Dolna granica LVZ leży na głębokości 180-220 km, natomiast podstawa astenosfery na głębokości ok. 700 km.
W płaszczu oceanicznym przejście z litosfery do astenosfery (LAB) jest płytsze niż w płaszczu kontynentalnym (ok. 60 km w niektórych starych rejonach oceanicznych) z gwałtownym i dużym spadkiem prędkości (5-10%). Na grzbietach śródoceanicznych LAB wznosi się do kilku kilometrów od dna oceanu.
Górna część astenosfery jest uważana za strefę, po której poruszają się wielkie sztywne i kruche płyty litosferyczne skorupy ziemskiej. Ze względu na warunki temperaturowe i ciśnieniowe panujące w astenosferze, skała staje się plastyczna, przesuwając się z prędkością deformacji mierzoną w cm/rok na odległości liniowe mierzące tysiące kilometrów. W ten sposób przepływa ona jak prąd konwekcyjny, wypromieniowując ciepło z wnętrza Ziemi na zewnątrz. Powyżej astenosfery, przy tym samym tempie odkształcania, skały zachowują się elastycznie i jako kruche mogą pękać, powodując uskoki. Uważa się, że sztywna litosfera „unosi się” lub porusza na wolno płynącej astenosferze, umożliwiając ruch płyt tektonicznych.