為了完滿地解釋地殼的不穩定性和可變性，板塊構造理論還必須與“海底擴張說”結合起來。海底擴張說是普林斯頓大學的哈裏·赫斯於1960年首次提出來的。該學說描述的是縱貫主要大洋海丘兩側的海底部分持續受到擠壓的過程。赫斯最初是在1960年撰寫的一篇手稿中闡述這個觀點的，而該手稿作為一本書中的一章直到1962年才正式出版。由於這個觀點極為新穎、奇特，以致赫斯把書中的這一章看做是“一篇地球散文詩”。赫斯指出，逐漸降到海底的巨大海丘是地殼下地幔內熔融物質上湧的出口。
這種物質同樣沿著海丘的兩側流淌、冷卻、固化，最後變成地殼的一部分覆蓋在原來的地殼之上。當海丘兩側的地殼以這種方式積累增長時，這種物質（巨大的板塊）就會橫向離開海丘。既然地球不可能增大，這個板塊在增長過程中也不會簡單地擴張，那麼在遠離海丘之外，必定會有一處板塊發生分裂。換而言之，板塊離海丘最遠處的邊界被擠到另一個板塊底下，並最終進入地幔中。
這時，板塊邊緣的水分全部被擠壓出來，而板塊進入地幔的部分又重新變成了熔融狀。這個過程同某種對流“傳送帶”聯係在一起，即從海丘的地幔中帶出物質，然後把它傳送出去，這些物質最終在遠處的海溝附近又再次回到地幔中。
於是，大西洋底便產生了一股巨大的、持續的壓力，它把載有南美洲和非洲的兩大板塊推離大西洋中的海丘。大約在1.8億年以前，南美洲和非洲是連在一起的，這就是岡瓦納大陸。兩塊大陸的分裂線與導致海底擴張的，並且現在仍很活躍的大西洋底海丘線十分吻合。每當發生地震時，這條海丘線便清楚地顯現出來，目前，它與南美洲和非洲的大西洋海岸線的距離大致上是相等的。
赫斯進而提出了海底擴張說的合理推論。他認為，由於海底擴張效應，海底殼層不斷地在大陸一邊創生，而同時又在大陸的另一邊消失。這個觀點通常被看成板塊構造說進一步發展的主要內容，也是我們理解大陸漂移理論的主要基礎。大西洋地殼層從海丘移出的速度大約是每年4厘米。按照這個速度推算，大西洋海底殼層從海丘全部移出，也就是移動整個大西洋寬度的距離所需的時間為2億年。這個數字立即可以用來解釋許多未知的奧秘。例如，海底鑽孔找到的化石標本都未超過2億年（中生代前後）。而從陸地上挖掘出的海生化石研究表明，這些海生生物都可追溯到20億年以前。再如，假設海床的年齡與大陸同樣古老，那麼按正常的沉積速度，海床上應當產生很厚的沉積層，但鑽探分析表明，海床上的沉積物很少。簡而言之，在海洋存在的幾十億年中，海底並不是永恒的，而是在不斷地變化，不斷地運動。
如果把赫斯的觀點同板塊構造說的一般思想結合起來，就可以滿意地解釋另一個現象或過程：板塊邊緣新物質增加，並不使板塊的麵積增大。由於壓力作用，板塊在不斷地縮小。這一點在兩個板塊的碰撞處山脈的形成和山脈的更替中，表現得非常明顯。
哈裏·赫斯在闡述他的海底擴張說時，很清楚他的理論“與大陸漂移說並不完全相同”。按照大陸漂移說的思想，“大陸受某種未知力的驅動，在海底殼層上漂移”，但他的理論的基本思想是，大陸“被動地浮在地幔之上，當地幔物質從海底海丘上流出時，大陸便橫向移動開來。”