固体地球科学は
地殻，マントル，コアからなる固体地球の組成・状態・構造と，様々な時間・空間スケールにおける，それらの進化過程の理解と将来予測をめざす研究分野である．

これまで，固体地球科学の新しい展開には,新しい観測・分析方法あるいは新しい解析法や解析機器がその都度大きな役割を果たしてきた．例えばプレートテクトニクスによるブレークスルーが海底計測や深海掘削技術の進展に大きく依拠したことからも明らかであろう．

この間，地球観測という点から，Hi-net,GEONETに加え USArrayなどの稠密な地震や地殻変動観測網の展開が進み，また技術開発により深海底での高精度の地震観測や海底機動観測装置，海底ケーブル観測システムなどの高度な観測も可能になり，地殻・マントル・コアとその層境界に関する知見が飛躍的に向上した．さらに，ニュートリノやミューオンなどの素粒子を用いた新しい地球観測の動きも進んでいる．海洋掘削船「ちきゅう」をはじめとする深海底掘削技術も大きく進歩し，未知の海洋底深部における海洋堆積物・地殻・マントルの地質調査・構造・物性解析・試料採取の新たな手法が展開しつつある．

一方，計算機能力の格段の進展は，地震発生シミュレーションなど、地球内部で生起する現象の再現や地震波トモグラフィによる地球内部構造の精密な把握を可能にした．さらに熱力学や第一原理計算による複雑な固溶体を含む高圧鉱物の相関系や超深部物質の物性シミュレーションも可能になろうとしている．超高圧高温発生技術と放射光利用・中性子をはじめとする量子ビーム利用技術の格段の進歩により，地球の内核から外惑星内部にまでいたる条件での実験が可能になりつつある．微量成分元素・同位体比分析の高精度化と微小領域分析手法の進展は新しい元素や同位体を用いての物質収支の検討を可能にし，各時代の火成岩，堆積岩，変成岩の解析に基づいて，コアから地球表層にいたるまでの広範な固体地球の成因・進化・物質循環および地表環境変動の理解に大きな展開をもたらしつつある．このように固体地球科学の各分野に特筆すべき展開があったが，未踏の研究フロンティアも広がっている．

固体地球科学の中で，近年めざましい進展を遂げた分野に，地球内部不均質構造の研究がある．地震波トモグラフィによる地球内部の不均質構造の描像は固体地球科学の幅広い分野に多大なインパクトを与え，描き出された不均質の理解に向けて，様々な分野での研究が展開されている．その一つが地球内部物質科学の分野であり，進展した高圧高温実験技術を武器に，マントルからコアにいたる物質像を構築し，そのダイナミクスの理解を深めつつある．電磁気観測に基づく地球深部の比抵抗構造のイメージングは，マントル遷移層の含水量推定，高圧物質科学との共同作業に基づいた地球内部の水循環のダイナミクス解明へと展開しつつある．

地球内部のイメージングによって，プレート沈み込みとマントル上昇流からなるマントル対流の大まかな描像が提案されたものの，地球のリソスフェア構造とその境界地域の実体に関わる観測・物質研究は大きな発展の緒に就いたばかりと言える．たとえば，アセノスフェアの状態は，観測網の充実した陸域付近の観測によってようやく見ることが可能になったばかりであり，観測網の薄い海嶺および深海底でのリソスフェアーアセノスフェア境界がどのようになっているかなどはプレートテクトニクスの根幹に関わる問題であり，今後明らかにすべき課題である．その解決には観測科学と物質科学の共同作業が欠かせない．また，リソスフェアの実体についても，解明すべき点も多い．近年の地震探査技術やトモグラフィ手法の進展によって，マントル上部―地殻下部の不均質構造がイメージングされ，大陸縁辺部での地震発生，アクティブテクトニクス，マグマ発生の理解が進みつつあるが，衝突帯・収束帯・活動的大陸縁における大陸地殻の形成と付加・解体の過程に関する理解には，高精度地球物理観測に加え，野外調査を含む地質・岩石・鉱物の記載に基づいた研究との共同作業が不可欠である．

このような地球物理観測と物質科学の共同作業により得られようとしている地球内部の現在像は地球進化の過程のスナップショットであるので，地球進化過程の理解と将来予測にむけては，地球表層に残された地層記録，各時代のマントル情報を反映した火成岩の岩石学的・地球化学的解析が重要である．また，地表環境変動の理解には地質時代を通じた堆積層の解析が不可欠である．

固体地球科学を構成する学問分野は非常に幅広く，様々な分野を含む．また，物質科学，観測科学としての現代科学の側面に加え，ヒステリシス，不可逆性などを含む広い意味での歴史科学的要素をも含んでいる．地球形成以来の地球内部および地球表層を通じた揮発性成分の移動・循環は，大気・海洋環境と密接に関係するので，地球表層の環境変動研究との連携が重要である．また，固体地球の研究には，地球の起源，初期地球における中心核の形成，ジャイアントインパクトと月・地球系の形成など惑星としての地球に対する視点も欠かせない．さらに，固体地球科学は，純粋基礎科学としての側面に加え，人類の生存に関わる資源探査や自然災害の軽減といった応用科学の研究をも含んでいる．

固体地球科学を構成する様々な専門分野は，これまではそれぞれに専門性を高めてきた．しかし，先に述べたような全地球的研究フロンティアは，異分野をまたぐ共同作業抜きに発展し得ない．固体地球は本来シームレスなシステムである．固体地球科学の全分野を俯瞰して，統合化を試みる作業を展開する必要に迫られている．地球惑星科学連合の固体地球科学セクションはこのような研究の道すじを創出する場である．