Trzęsienia ziemi są spowodowane nagłym ruchem w przeciwległych płytach tektonicznych w Ziemi. Gdy płyty przesuwają się w stosunku do siebie, czasami skaliste krawędzie zaczepiają się o siebie. Reszta płyty pozostaje w ruchu, kładąc nacisk na miejsce przyklejenia, a kiedy ustąpi, pojawia się trzęsienie ziemi.
Kiedy dwie płyty tektoniczne przechodzą jedna obok drugiej, ilość energii kinetycznej może być ogromna ze względu na dużą masę. Kiedy krawędzie się zatrzymają, tarcie wzmaga energię niczym rozciągnięta gumka. W końcu ruch płyt pokonuje opór zablokowanego obszaru, a energia ta jest nagle uwalniana w postaci wibracji. Fale te przemieszczają się po powierzchni ziemi, powodując trzęsienie ziemi.
W wielu przypadkach trzęsienie ziemi może być poprzedzone lub poprzedzone dodatkowymi wstrząsami. Są to mniejsze wstrząsy spowodowane mniejszymi poślizgami między dwiema płytami. Klastra małych wstrząsów może wskazywać na usterkę, która gromadzi duże ilości zmagazynowanej energii i może ostrzegać o poważnym trzęsieniu ziemi.
Jednym potencjalnym skutkiem ubocznym trzęsienia ziemi jest upłynnienie. Kiedy gleba zawierająca duże ilości wody nagle wstrząsa drżeniem, może zacząć zachowywać się bardziej jak ciecz niż ciało stałe. Może to spowodować nagłe obniżenie powierzchni, tworzenie zatok i powodowanie dzikich pochyłości i pochłaniania struktur.
