地幔對流是地球固體硅酸鹽地幔非常緩慢的蠕動運動，作為對流將熱量從內部帶到行星表面。

地球表面的巖石圈位于軟流圈之上，兩者構成了上地幔的組成部分。 巖石圈被分成許多構造板塊，這些板塊在板塊邊界不斷地被創造或消耗。 當地幔被添加到板塊的生長邊緣時，就會發生吸積，這與海底擴張有關。 擴張中心下方的上升流是地幔對流的上升部分。 添加到擴散中心的熱材料在遠離擴散中心時通過熱傳導和對流冷卻。 在板塊的消耗邊緣，物質熱收縮變得致密，在俯沖過程中通常在海溝處因自身重量下沉。 俯沖是地幔對流的下降分量。

這種俯沖物質沉入地球內部。 一些俯沖物質似乎到達了下地幔，而在其他地區，這種物質無法進一步下沉，這可能是由于從尖晶石到硅酸鹽鈣鈦礦和鎂白鐵礦的相變，一種吸熱反應。

俯沖洋殼引發火山活動，盡管基本機制各不相同。 火山活動可能是由于部分熔化的地幔增加浮力的過程而發生的，這將導致部分熔體由于其密度降低而向上流動。 由于板內伸展和地幔柱，二次對流可能導致地表火山活動。 1993年有人提出D層的不均勻性對地幔對流有一定影響。

地幔對流導致構造板塊在地球表面移動。

在 20 世紀后期，地球物理學界就對流可能是分層的還是整體的進行了激烈的辯論。 盡管這場爭論的要素仍在繼續，但地震層析成像、地幔對流數值模擬和地球引力場檢查的結果都開始表明“整個”地幔對流的存在，至少目前是這樣。 在這個模型中，寒冷的俯沖海洋巖石圈從地表一直下降到核-地幔邊界 (CMB)，而熱羽流從 CMB 一直上升到地表。 這張圖片強烈基于全球地震層析成像模型的結果，這些模型通常顯示穿過地幔過渡帶的板塊和羽狀異常。

盡管現在人們普遍認為俯沖板片穿過地幔過渡帶并下降到下地幔，但關于地幔柱的存在和連續性的爭論仍然存在，這對地幔對流的方式具有重要意義。 這場辯論與關于板內火山活動是由淺層上地幔過程還是由下地幔的羽流引起的爭論有關。 許多地球化學研究認為，板內區域噴發的熔巖在成分上與淺層衍生的洋中脊玄武巖 (MORB) 不同。 具體來說，它們通常具有較高的 Helium-3 – Helium-4 比率。 作為原始核素，氦 3 不是在地球上自然產生的。 它還在爆發時迅速逃離地球大氣層。 大洋島玄武巖 (OIB) 升高的 He-3/He-4 比率表明它們必須來自地球的一部分，該部分以前沒有像 MORB 來源那樣被熔化和再加工。 這被解釋為它們起源于一個不同的、混合程度較低的區域，被認為是下地幔。 然而，其他人指出，地球化學差異可能表明包含來自巖石圈的一小部分近地表物質。

在地球上，地幔內對流的瑞利數估計為 107 階，這表明對流很旺盛。 該值對應于整個地幔對流（即從地球表面延伸到地核邊界的對流）。 在全球范圍內，這種對流的表面表現是構造板塊運動，因此每年有幾厘米的速度。 在巖石圈下方的低粘度區域發生的小規模對流速度可能更快，而在粘度較大的最下層地幔中速度較慢。 一個淺層對流周期大約需要 5000 萬年，而更深的對流周期可能接近 2 億年。

目前，全地幔對流被認為包括美洲和西太平洋下方的大范圍下降流，這兩個區域都有長期的俯沖歷史，以及中太平洋和非洲下方的上升流，這兩個區域都表現出與上升流一致的動態地形。