科学研究的对象之所以值得研究，是因为它们具有特殊矛盾性。地球表层也具有特殊矛盾性，这种特殊矛盾性主要表现在以下4个方面。
1.地球表层是固、液、气三态相互作用的地方。
地球是整个宇宙中最具有独特性的星体，到现在为止，地球是人类所发现的唯一有生命存在的星体。地球与太阳的距离远近适中，因而地球表面具有比较适合的温度；地球的形状和大小适宜，所以它的表面能够吸引到适量的水和大气，这样就产生了地表固、液、气三态共存并互相作用的情况。地球表面丰富多彩、生机勃勃，这是至今人类发现的所有天体都没有的。
固、液、气三态共同存在并相互影响是地球表层的一个重要特征，这个特征主要表现为两个方面：一个是界面机制；另一个是异质机制。
物质世界的进化发展主要依靠界面来完成。从物理意义上看，能量和物质的转换和运输需要通过界面来进行；从化学意义上讲，吸附和吸收作用也要通过界面来实现。在三相界面上，地球重力的表现最为明显。当界面之间的物质密度产生变化时，各界面之间的约束力很差，平衡力也极为脆弱，这样外部条件稍有变化，重力就明显地表现出来。比如我们通常看到的崩塌、滑波、泥石流、雪崩、冰川运动、河流、瀑布、地下水渗透、海流等现象都是地球重力的具体表现。在三相界面上，地球内力的表现也很显著。在地球的内部，岩石的密度和压力很大，这样就限制了构造力的表现，因而各界面之间的约束力就受到限制，但是通过火山、地震、构造运动可以塑造千姿百态的地表。在三相界面上，太阳能对地球也有着很大的影响，太阳很容易穿透大气、水和疏松的地表，从而导致地球内部的温度升高和降低，这些温度的变化造成了彼此相异的热力学特性，比如水的冻胀加剧岩石的风化，陆地、水面的温度差异直接控制气压形势和空气的运动，从而使季风、山风、谷风等不同类型的环流得以形成。
生物依赖三相界面而存在。固体地壳为生物的生存提供了根基，气体和液体构成了生命存在的基本条件。地球在不断地进化和发展，三相界面的总面积也在不断扩展。三相界面的扩展有几个原因：首先，由于外部环境不断输入能量到地球表层和岩石不断风化破碎，这就导致三相面积不断扩大；其次，来自地球内部的构造力又使岩石圈表面出现褶曲和凹陷，这也使得界面的面积越来越大；另外，包括人类在内的生物也是扩大界面面积的积极力量。界面面积的大小与物质能量的循环、交换和传输的程度以及复杂性呈正比，界面的存在和表面积的扩大促进了地球表层的物质进步和能量传输，而来自地球内部的能量和来自地球外部的能量又不断地促进地球三相界面总面积的扩大，这种相互促进、不可逆转的发展过程造成了地球表层的高速进化。
异质机制是相对于界面机制来说的，它指的是气、液、固三态的组成和结构之间因为具有明显差异所产生的特殊效应。有一位科学家曾经说过：“异质化是系统功能发展、组织结构完善和进化的基础，世界上所有的生物过程、社会过程和某些物理过程的基本规律，都是异质性和共生性的增加。”地表气、液、固三态共存，因而形成了海洋、陆地、冰川、沙漠、湖泊、沼泽等异质系统，而这些异质系统的形成又造成了水分和空气的循环，实现了物质和能量的转换。气、液、固三态的存在也形成了人类社会不同的资源条件、生产环境和生活环境，促进了人类社会生产和生活信息的流动和交换。
总之，气、液、固三态共存的地球在界面机制和异质机制共同作用下处于不可逆的前进状态，形成了一个特殊的物质流运动、能量流运动和转换系统，强化了各组成要素之间的相互制约性、共生性和整体性。转换系统的组织水平越来越高级，越来越复杂，这就使得地球表层区别于地球其他层圈，形成了自己独特的性质。
2.地球表层是内力和外力相互作用的地方。
内力即地球的构造力，这种力来自地球内部，在地球表层会很清晰地表现出来，例如火山、地震、岩浆活动、地壳隆起和沉陷等等。这些内力除火山爆发外，其他的几种基本都终止于地球固体表面。地球内力造成地球表层地理位置的相对改变，构成地球表层固体部分的基本框架。内力作用造就了千姿百态的地表形态。千姿百态的地表形态外力即以太阳辐射为基本能源而产生的风化作用、流水作用和风蚀作用。外力有物理变化和化学变化，其总的作用方式是通过物质的侵蚀、搬运和堆积来消除内力所造成的起伏，总的作用趋势是夷平地表。外力的影响深度仅限于地表以下几米到几十米。
总之，地表形态是内力和外力共同作用的结果，地球表层是内力和外力相互作用的地方。
3.地球表层是有机物质和无机物质互相转化的地方。
生物圈是一层很薄的有机膜，是地球表层物质和能量赖以生存的基础，是有机和无机物质相互转化的中介。生物圈的中介作用是这样来实现的：有机界中的绿色植物通过光合作用固定太阳能，然后通过食物链将太阳能传递给食草、食肉动物，这些食草、食肉动物死后又在太阳能的作用下通过微生物将有机体分解成无机盐类，参加地表物质循环，供植物再吸收，从而转化为新的有机体。这种有机与无机物质的互相转化只有地球表层才存在。
4.地球表层是人类生存的基础。
地球表层因为人类的存在而发生质的改变，从此生物圈开始与其他层圈区别开来。人类对地球表层的影响最初呈斑点状，随着时间的推移，人类对地球表层的作用面积越来越大。200万年以前，人类开始出现，但这时人类对地球表层的影响还很小，只是社会生产力形成以后，特别是近代工业革命以后，人类对地球表层的作用和影响才突出地表现出来。人类通过自己的活动改变了大气圈，造成温室效应、热岛效应，甚至控制局部环流；人类改变水循环，创造人工地形，从根本上改变了生物界的面貌。现在地球上几乎找不到一块没有人类影响的土地，人类的作用和影响在地球上已经连为一个整体，形成了名副其实的智慧圈，地球表层渐渐成了人及其生活环境相互联系的新系统。对现代地理学而言，不仅人文地理学要研究人类与生产和生活环境的关系，就是自然地理学在分析地面诸种现象和过程时，也不能忽视人对环境的影响。
上述4个特征从整体上使地球表层形成了区别于其他层圈的独特的物质系统，地理学就是以这个系统为对象建立起自己的科学体系的。
