Den kemiske sammensætning af asthenosfæren ligner den øverste mantel, som primært er sammensat af:
* Silikatmineraler: Disse inkluderer olivin, pyroxen og granat, der er rige på silicium, ilt, magnesium og jern.
* Andre elementer: Sporemængder af calcium, aluminium, natrium, kalium og titanium er også til stede.
Nøgleegenskaber ved asthenosfærens sammensætning:
* Høj temperatur og tryk: Asthenosfæren er varm med temperaturer, der spænder fra ca. 1.300 ° C til 1.600 ° C. Det høje tryk på disse dybder forhindrer klippen i at smelte fuldt ud.
* delvis smeltning: De høje temperaturer får nogle af klippemineralerne til at smelte, hvilket skaber en delvist smeltet tilstand. Dette smeltede materiale er mindre tæt end den omgivende faste klippe, så det kan stige og bidrage til pladetektonik.
* Variabilitet: Asthenosfæren er ikke ensartet i dens sammensætning. Der er regionale variationer i de typer og mængder af tilstedeværende mineraler, hvilket kan påvirke dens fysiske egenskaber.
Bemærk: Det er vigtigt at forstå, at asthenosfæren ikke er et solidt lag som lithosfæren. Det er en zone med delvist smeltet klippe, der flyder meget langsomt over geologiske tidsskalaer. Denne strøm er drevet af konvektionsstrømme inden i mantlen, der i sidste ende driver pladetektonik.