La lithosphère est découpée en plaques rigides, dont les mouvements sont à l'origines des séismes et des volcans situés généralement à leurs frontières. Diverses méthodes permettent de reconstituer ces mouvements.

Les roches magmatiques fossilisent le champ magnétique lors de leur cristallisation. Celui-ci s'est inversé au cours du temps: dans les océans, ces anomalies magnétiques sont disposées de façon symétrique par rapport aux dorsales, ce qui fut la première preuve géophysique claire de la divergence des plaques (1963). Dater les anomalies magnétiques ou les sédiments déposés sur la croûte océaniques permet également de calculer la vitesse de cette expansion océanique.

Certains volcans intra-plaques sont dus à des remontés de matière chaude profonde (points chauds), qui perforent les plaques en déplacement. L'alignement de volcans obtenu reproduit le mouvement de la plaque.

Actuellement, les mesures GPS ou laser confirment ces déplacements.

Tous ces indices permettent de distinguer différents types de frontières. Les dorsale océaniques, zones de divergence, présentent un flux géothermique important à l'origine d'un volcanisme effusif sous-marin. Les plaques convergent dans les zones de subductions (fosse océanique, volcans explosifs...) et dans les grandes chaînes de montagnes ou coulissent le long des failles transformantes.