随着海底扩张说的确立，人们开始重新思考大陆漂移问题。由于海底扩张，地壳在水平方向上发生了较大的位移，但大陆的整体形状并没有大的改变。非洲与巴西海岸线的相似性就证明了这一点。这促使地质学家们进一步提出了板块学说。
1965年，加拿大地球物理学家威尔逊最早提出了“板块”一词。当年，他同赫斯一起访问剑桥，同那里的地质学家们共同讨论了大陆漂移说的发展问题。正是在那里，板块构造学说在海底扩张说的基础上脱颖而出。
板块构造理论主张，整个地球表面是由几个坚硬的板块构成的。由于地球内部温度和密度的不均匀分布，地幔内的物质发生了热对流。在热对流的带动下，各大板块之间发生相对运动，它们或被拉开，或被挤压。在板块之间被拉开的地方出现了裂谷，海底扩张运动实际上是板块在地幔流的推动下向海洋裂谷两侧的运动。所谓大陆漂移，其实是在地幔流上漂移，即不仅大陆在漂移，大陆所附着于其上的海底板块也在漂移。板块学说是大陆漂移说和海底扩张说的新形式。
1968年，法国地质学家勒比雄在前人研究的基础上提出了六大板块的主张。这六大板块是：欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印度板块、南极板块和太平洋板块。后来，为了解释新出现的地质现象，人们对此又有所修正，但没有重大的更改。
板块学说很好地解决了魏格纳生前一直没有解决的漂移动力问题，使地质学在一个新的高度上获得了全面的综合。威尔逊在1967年出版的《地球科学的革命》一书中指出：“地学进行重大的科学革命的时机已经成熟，至少，现在它的境遇，很像哥白尼和伽利略的设想被承认以前的天文学家所处的境遇；或像原子分子被介绍出来之前化学所处的境遇；或像进化论以前的生物学所处的境遇；或像量子力学之前物理学所处的境遇。”但是，无论如何，随着板块运动被确立为地球地质运动的基本形式，地学也进入了一个新的发展阶段。大陆分久必合、合久必分，海洋时而扩张、时而封闭，已成为人们广为接受的地壳构造图景。到了20世纪80年代，人们确实相信，从大陆漂移说的提出到板块学说的确立，构成了一场名副其实的现代地学革命。
