はじめに（川幡穂高）

序章　地球・惑星・生命の成り立ちを理解すること（田近英一・橘 省吾・東宮昭彦）

I　宇宙のなかの地球
1　銀河のなかの惑星たち（井田 茂）
2　太陽系小天体探査と「はやぶさ２」（渡邊誠一郎）
3　地球型惑星からの大気流出とハビタブル環境（関 華奈子）
4　宇宙天気予報とは何か（草野完也）
コラム1　地球の超高層大気で起こっていること（坂野井 健）
コラム2　アストロバイオロジー――地球人として未来を解くための鍵（薮田ひかる）

II　生命を生んだ惑星地球
5　なぜ地球に生命が生まれたのか（小林憲正）
6　深海の極限環境に生命の起源を探る（高井 研）
7　最古の生命の痕跡を探る（小宮 剛）
8　恐竜研究の今，そして未来（小林快次）
コラム3　微化石から探る天体衝突と大量絶滅（尾上哲治）

III　岩石惑星地球の営み
9　大きい地震と小さい地震，速い地震と遅い地震（井出 哲）
10　破局噴火（高橋正樹）
11　まだ謎だらけのプレートテクトニクス（是永 淳）
12　地球の中心はどこまでわかったか（廣瀬 敬）
13　「ちきゅう」で地球を掘る――南海トラフ地震発生帯掘削（木下正高）
コラム4　計算機で地球や惑星の内部を探る（土屋卓久）

IV　地球環境の現在，過去，そして未来
14　地球温暖化を正しく理解するには（江守正多）
15　気候変化が海洋生態系にもたらすもの（原田尚美）
16　過去の気候変動を解明する（横山祐典）
17　激しく変化してきた地球環境の進化史（田近英一）
コラム5　気象・気候・地球システムの数値シミュレーション（渡部雅浩）
コラム6　日本初の地質時代名称「チバニアン」（岡田 誠）

V　人間が住む地球
18　「想定外」の巨大地震・津波とその災害（佐竹健治）
19　環境汚染と地球人間圏科学――福島の原発事故を通して（近藤昭彦）
20　防災社会をデザインする地球科学の伝え方（大木聖子）
21　地球をめぐる水と水をめぐる人々（沖 大幹）
コラム7　深層崩壊と防災（千木良雅弘）
コラム8　地球惑星科学とブラタモリ（尾方隆幸）

おわりに　これからの地球惑星科学に向けて（田近英一・橘 省吾・東宮昭彦）