Астеносфера (от греч. asthenes — слабый и сфера), слой пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхнем слое мантии Земли. Отождествляется с Гутенберга слоем. Расположен на глубинах около 100 км под континентами и около 50 км под дном океана; нижняя граница его находится на глубинах 250—350 км. Не исключена прерывистость слоя. Сейсмическими исследованиями установлено, что в пределах астеносферы скорость распространения поперечных и, возможно, продольных сейсмических волн несколько ниже, чем в покрывающих и подстилающих слоях верхней мантии. Вязкость вещества астеносферы 1019 - 1023пз, ниже и выше границ астеносферы она не менее 1023 пз. Предполагается, что в пределах астеносферы, в связи с низким пределом текучести, происходит медленное перетекание масс в горизонтальном направлении под влиянием неравномерной нагрузки со стороны земной коры.

Наличие астеносферы объясняется высоким геотермическим градиентом, высокой температурой вещества астеносферы, близкой к температуре плавления, и процессами релаксации. В пределах астеносферы лежат обычно очаги питания вулканов и осуществляется перемещение подкоровых масс, сопровождающих основные тектонические процессы. Термин «Астеносфера» введён в 1914 американским геологом Дж. Барреллом.