大陸板塊學說基於海洋地質工作的進展，赫斯在1961年提出大洋中脊是新地殼不斷生成的地方。狄茨、瓦因、馬修斯等人1963年論證了洋底擴張的存在，即：地幔對流驅使超基性物質從大洋中脊裂縫中上升，產生新的洋殼，促使較老的地殼向外推移並進入海溝，俯衝到地幔中而消亡。1964年，柯克斯編制了3.4百萬年的磁場反向年代表。1965年，威爾遜提出了轉換斷層概念，將大陸漂移和洋底擴張結合成全球活動帶和剛性板塊的學說，並稱之為“地球的詩篇”。1968年，勒皮雄把全球岩石圈劃分六大板塊，即：太平洋、歐亞、印度、非洲、美洲及南極板塊，其中僅前者由洋殼組成，後五者既包括了海洋地殼也包括了大陸地殼。
60-70年代，為檢驗和研究板塊構造學說，組織了一系列的國際合作計畫。其中著名的有：1963-1971年的國際地殼上地幔計畫，1972-1977的國際地球動力學計畫，還有國際海洋勘探十年計畫，聯合海洋學會地球深部取樣計畫和深海鑽探計畫等。1980年提出了岩石圈計畫，擬定了地殼和上地幔的形成和發展等13項主要研究項目，標誌著板塊構造的發展進入了一個新階段，即：初期它以海洋走向陸地、地球物理學挑戰地質學為標誌，80年代起則以陸地走向海洋、地質學挑戰地球物理學為標誌。
80年代以來，許多地質學家深感板塊構造的簡單模式並不適用於大陸地區尤其是構造複雜的大陸地區。板塊構造發展的關鍵問題，不是從6個板塊劃為20個或30個板塊，而是要倡導一些新概念來解決板塊上陸後面臨的問題。這樣，在美國西部出現了構造地層地體的概念並發展為地體構造說，在歐洲提出了薄皮板塊的概念並發展為碰撞構造學，在前蘇聯出現了岩石圈構造分層說等。在板塊的動力學方面也出現了新的構思，如巨地幔柱說。
