Астеносфера (байыркы грекче ἀσθενής «күчсүз» жана σφαῖρα «шар») — планетанын өйдөңкү мантиясынын катмары, негизинен Жердин. Коңшу катмарларга караганда ийкемдүү, ийилгич келет. Бул касиет литосфера блокторуна (планетанын катуу кабыкчасы) жылууга мүмкүндүк берет, ошондой эле бул блоктордун изостатикалык тең салмактуулугун камсыз кылат.
Астеносфера сейсмикалык толкундардын төмөндөтүлгөн ылдамдык катмары (Гутенберг катмары) жана электр өткөрүмдүүлүгү жогору катмар катары байкалат. Океандардагы үн толкундары үчүн суу алдындагы үн каналдары сыякту, өйдө же ылдый жайгашкан катмарлардагы сеймикалык толкундардын ылдамдыгынын төмөн болгондугунан астеносфера алар үчүн канал болуп саналат.
Жерде астеносферанын чатыры материктердин астында 100–120 км жана океан алдында 50-60 км тереңдикте жатат. Жердин астеносферасынын төмөнкү чеги 250-350 км тереңдикте өтөт, кээ бир маалыматтар боюнча — 200 км чейин.
Термин көбүнчө геологияда колдонулат.