地球内部の高温高圧状態では，構成鉱物は相転移を起こし，密度の高い構造に転移する。マントルでは複数の地震波速度が急増する深さがあり，これらの深さでマントルに最も豊富に存在する(Mg, Fe)2SiO4オリビンがスピネル構造を経て，ペロブスカイト型(Mg, Fe)SiO3と岩塩型(Mg, Fe)Oに分解する。これらの高圧相転移に関する平衡相境界線は，高温高圧実験によって，また熱測定データに基づく熱力学計算により，正確に決められており，それからマントルの温度分布が推定された。またオリビンに次いで豊富に存在するパイロキシンとガーネットの高圧相関係も高圧実験と熱力学計算により解明されており，これらを総合してマントル遷移層と下部マントルの構成物質がほぼ明らかにされている。最近の超高圧実験では，マグネシウムに富むペロブスカイトがマントル最下部でさらに相転移を起こすことが強く示唆されている。
In high-pressure high-temperature conditions in the earth's interior, constituent minerals of the mantle transform to denser phases. The most abundant mineral, (Mg, Fe)2SiO4 olivine, transforms to high-pressure phases with spinel structure and (Mg, Fe)SiO3 perovskite plus rocksalt-structured (Mg, Fe)O at the depths where seismic velocities suddenly increase. The equilibrium transition boundaries for the high-pressure transitions of olivine have been accurately determined by high-pressure high-temperature experiments and thermodynamic calculation based on calorimetric data. The results have been used to estimate temperature distribution in the mantle. High-pressure phase relations of pyroxenes and garnet have also been determined by high-pressure experiments and thermodynamic calculation. Combining the phase relations of the mantle minerals, constitution of the deep earth has been mostly clarified. Recent progress in high-pressure experiments has strongly suggested that Mg-rich perovskite further transforms to a denser structure near the base of the mantle.
