地球表层系统是由岩土圈、大气圈、水圈、生物圈和人类圈所构成的地表自然社会综合体。地球表层是一个具有耗散结构的开放系统。
(1)开放系统
①开放系统是指系统与环境之间既有能量也有物质的交流，其基本特征就是有能量、物质和信息的输入与输出系统成分及其间的相互关系可以调节，并有反馈，是输入和输出达到动态平衡，从而使系统达到稳定状态。
②反馈是指系统的一部分输出控制系统的未来输入，开放系统是利用反馈实现自我调节和自我组织的系统.地球表层是全球自然地理系统，也是一个开放系统，通过它的上界与下界与外界进行着物质和能量的交流。
(2)耗散结构
耗散结构认为，封闭系统不能与外界交换能量和物质，系统内的熵（无序程度的量度）最终要达到最大，这种状态称为“热力学平衡态”，这种平衡是无开放系统在远离平衡时可以产生有规则的结构，这种结构是靠系统不断从环境吸收能量和物质，并且在能量和物质的消耗与消散中维持的。
地球表层系统是开放的系统，太阳辐射能是地球表层的主要能源。太阳辐射进入地球表层时的光量子消低，最后以热辐射能出现在地球表层时的热量子熵高，因此太阳辐射能在地球表层形成负熵流，它推动了地球的大气循环、水循环及全部的生命活动，不断降低系统的总熵，形成具有悠久进化历史的高度复杂的耗散结构。