La Tectonique des plaques est la théorie qui décrit et explique l'évolution géographique de la surface de la Terre, notamment les positions des continents et des océans, et donne des clés pour comprendre l'évolution du relief de notre planète. Elle fut d'abord basée sur des observations de traces géologiques de ces déplacements mais depuis l'apparition des GPS, elle se mesure directement, sur une base annuelle.

Elle est issue de l'évolution de la théorie de la dérive des continents, énoncée par Alfred Wegener en 1913[Source ?] suite à l'observation que les continents n'ont pas toujours occupé la même place à la surface de la Terre les uns par rapport aux autre. Elle a évolué pour devenir la « Tectonique des plaques » autour des années 1960, lors des grandes explorations océanographiques de la dorsale médio-atlantique. Elle est aujourd'hui plus que largement admise par tous, et de nombreuses mises en évidence expérimentales ont pu être faites. Mais lors de son énoncé, cette théorie a laissé la majorité des géologues très sceptiques, confrontés aux évidences plus anciennes que l'intérieur de la Terre était solide !

L'usage est d'utiliser un 't' majuscule pour l'expression "Tectonique des plaques" car il s'agit de la théorie ; il permet de différencier son usage de celui du terme géologique de "tectonique", qui est relatif aux déformations des matériaux géologiques, aussi bien à petite échelle, souvent à l'échelle d'une région, notamment en montagne, qu'à grande échelle, celle de la Terre.

Selon cette théorie, les continents sont en quelque sorte des parties de grands radeaux qui flottent à la surface de la Terre : les plaques tectoniques. Ces plaques forment les pièces d'un gigantesque puzzle à la surface du globe terrestre. Ces plaques ne sont pas fixes, elles sont mobiles ; comme de nombreuses évidences montrent qu'elles sont, à l'intérieur de chacun de leurs domaines, indéformables, c'est par la modification progressive de leurs bordures que leurs formes et leurs positions relatives évoluent. Ainsi, là où deux plaques s'éloignent l'une de l'autre, apparaît, venue des profondeurs du globe, une matière nouvelle. Par exemple, si la séparation apparaît au sein d'un morceau de continent, le sol s'y creuse (comme dans la vallée du Rift, au Kenya) : si cela se produit, cas le plus fréquent, au niveau d'un fond d'océan, il forme une chaîne sous-marine de volcans, grâce à la remontée d'un magma produit en profondeur par cet écartement entre les deux plaques, et qui en profite pour alimenter les volcans (c'est le cas de la dorsale qui parcourt du nord au sud l'océan Atlantique).

Par contre, là où deux plaques convergent, si ce sont deux morceaux de continents, il se crée une montagne, car les énormes masses de terrains qui sont coincées entre les plaques doivent se surélever (comme les Alpes). Il peut aussi se former une fosse océanique quand une des plaques passe sous l'autre en « plongeant » dans le manteau (comme la fosse des Mariannes).

Cette théorie permet aussi d'expliquer les séismes. A chaque limite entre deux plaques, les roches frottent les unes contre les autres, comme dans la faille de San Andreas, les mouvements se font par à-coups. Chaque à-coup provoque un séisme.

Ces déplacements de masses gigantesques se font en fait grâce aux mouvements de convection du manteau. On peut observer les mêmes phénomènes à la surface d'un lac de lave (comme par exemple à Hawaï). La grande différence avec cet exemple, est que la matière du manteau terrestre est à l'état solide, depuis son plafond, au contact avec les continents ou la croûte des fonds des océans, jusqu'à sa base environ 3000 km plus bas, au-dessus de la couche externe du noyau de fer, elle bien liquide. Malgré cet état solide, la convection est possible parce que le matériau, très chaud, est plastique, c'est-à-dire déformable comme de la pâte à modeler, ou encore comme la Mer de glace, qui s'écoule dans sa vallée, avançant d'environ 1 m par jour sans que personne ne s'y noie en marchant dessus.

Ce grand brassage de l'intérieur de la Terre qu'est la convection du manteau, est lié à son très lent refroidissement au cours des temps géologiques. Les parties un peu plus chaudes que la moyenne, sont moins denses, et la poussée dite d'Archimède provoque leur remontée vers la surface de la planète, où ils pourront se refroidir. En effet, le matériau du manteau, bien qu'à l'état solide, est capable de se déformer très lentement. À l'échelle des temps géologiques, celle des millions d'années, ces très lentes déformations suffisent pour provoquer de grands déplacements. Arrivé sous la surface, ce matériau du manteau s'étale, entrainant la croûte qui le chevauche : c'est le moteur de la dérive des continents. Ailleurs, ce matériau, refroidi par un séjour plus ou moins long juste sous la surface de la Terre, replonge dans le manteau, provoquant le rapprochement des surfaces alentour.

Ces mouvements se produisent à des vitesses de l'ordre de quelques centimètres par an. Il est maintenant possible, grâce aux systèmes de type GPS, de mesurer ces déplacements d'année en année, par exemple en mesurant chaque année pendant 3 à 5 ans, la position d'un point en France et la position d'un point aux États-Unis.

Le surcroît de chaleur qui provoque l'ascension de certaines portions du manteau, est aussi la cause de la production des magmas qui vont alimenter les volcans à l'aplomb de ces zones de remontée du manteau. Cette fusion commence quand le matériau arrive à seulement une centaine de kilomètres sous la surface. Quand elle s'arrête, au moment où le matériau est obligé de s'écarter à l'horizontale pour laisser monter la suite, seulement 10 à 20 % de cette matière s'est transformée en magma. Le magma formé est suffisant pour former des chapelets d'îles comme celui dont l'île d'Hawaii est l'extrémité, ou encore l'île de la Réunion. Mais il peut aussi former de véritables montagnes sous-marines, comme l'immense dorsale médio-atlantique.

Cette théorie est aujourd'hui largement validée. La meilleure validation concerne les mesures de positions faites par satellites artificiels, qui permettent par exemple de constater qu'après un séisme, les plaques ont bougé, ou encore que l'Europe s'éloigne des Amériques à la vitesse de 8 centimètres par an.

Il existe plusieurs preuves de la Tectonique des plaques. Wegener en avait trouvé plusieurs, et par la suite, au fur et à mesure que les connaissances sur le sujet se sont améliorées, il y en a eu de plus en plus. Wegener avait évoqué que les côtes de l'Amérique du Sud et de l'Afrique s'emboitaient parfaitement et que leurs structures géologiques se recoupaient, ce qui souligne un déplacement de ces continents : c'est ce qu'on appelle la dérive des continents. Il avait également remarqué que des vestiges d'anciens glaciers (les moraines) se situaient au sud de l'Amérique du Sud, de l'Afrique, de l'Inde et de l'Australie ; le sens de l'écoulement de la glace indique que ces continents étaient rassemblés avant : l'écoulement se fait à l'intérieur des terres, or cela est incohérent s'il n'y a pas eu de dérive. Les fossiles communs, présents de part et d'autre de ces territoires, soulignent également une dérive : ils devaient nécessairement faire partie du même super-continent.

La répartition bimodale des sommets et des profondeurs indique que la Terre n'a pu subir de processus de contraction au niveau de sa structure interne : thèse des fixistes. C'est un argument en défaveur de ces théories même s'il ne prouve pas directement la dérive.