Le noyau interne est la couche la plus profonde de la Terre et il s'agit d'une boule de fer solide d'environ 1 500 miles de diamètre. Bien qu'il soit extrêmement chaud, le fer ne peut pas fondre en raison de la haute pression. Le noyau interne se compose également de nickel et de soufre et de plus petites quantités d'éléments autres que le fer.
Les métaux sont comprimés étroitement ensemble et sont forcés de vibrer comme des solides. L'énorme pression provoque la formation du noyau interne en une masse solide. Les températures élevées atteignent jusqu'à 9 000 F et les pressions sont de près de 45 millions de livres par pouce carré, soit 3 millions de fois la pression atmosphérique au niveau de la mer. Sous la surface de la croûte, le noyau interne s'étend sur 3 200 milles plus loin. La majeure partie de cette couche comprend du fer, mais les scientifiques pensent qu'elle contient également d'autres éléments tels que le soufre, le potassium et le carbone. Les noyaux interne et externe créent le champ magnétique terrestre. La rotation de la Terre fait tourner le noyau, ce qui entraîne la création d'un effet qui maintient le champ magnétique terrestre. Le noyau interne n'est pas attaché au manteau et représente 1,7% de la masse de la Terre. Des méthodes indirectes, telles que la tomographie sismique, sont utilisées pour étudier la carotte et déterminer ses propriétés.