Zemětřesení nastávají, když se dva úseky horniny v zemské kůře pohybují proti sobě. Zemská kůra a horní plášť, souhrnně označované jako litosféra, se skládají z řady samostatných sekcí neboli tektonických desek, které se navzájem neustále pohybují. Síly pohánějící tyto desky jsou konvekční proudy, které stoupají z horkého, roztaveného Země jádro, přes plastový plášť a směrem k litosféře, kde se ochladí a spadnou zpět k jádro. Zemětřesení se vyskytují jak kolem hranic těchto desek, tak uvnitř nich.
Stres
Pohyb tektonických desek způsobuje nahromadění napětí na hranicích desek a uvnitř desek. Deformuje kůru procesem drcení, roztahování nebo povznášení. Stres se hromadí v průběhu let, desetiletí, staletí, tisíců nebo milionů let. Protože napětí překračuje pevnost horniny, hornina se láme.
Poruchy
Poruchou je letadlo, podél kterého se lámou kameny. Když se kameny pohybují bočně vůči sobě navzájem, vytvářejí poruchu úderu. Příkladem toho je chyba San Andreas v Kalifornii. Když jeden kus kůry spadne relativně k druhému, je to normální chyba. Normální poruchy existují na hranicích trhlinových údolí, jako je Death Valley v Kalifornii a Rýnské údolí v Německu. Když se jeden kus kůry pohybuje nad nebo pod jiným, vytváří poruchu tahu. Poruchy přítlaku svazovaly celou pánev Tichého oceánu.
Prasknutí
Ruptura je oblast rozbití hornin během zemětřesení. Na zemi to vypadá jako zlomenina, která se pohybuje po délce poruchy. Roztržka o délce 21 stop podél 270 mil od poruchy San Andreas způsobila zemětřesení v San Francisku v roce 1906.
Propagace
Šíření je pohyb prasknutí přes Zemi. Během zemětřesení Maule v Chile 27. února 2010 se trhlina pohybovala podél zlomové roviny na sever, jih a západ rychlostí 1 až 1,5 míle za sekundu.
Otřesy země
Šíření trhlin narušuje sousední horniny. Toto narušení cestuje uvnitř Země na její povrch a podél jejího povrchu ve vlnách energie známých jako seismické vlny. Ty dorazí na povrch Země pulzně, což způsobí otřesy země a poškození budov.
Zkapalnění
Silné třepání půdy podél břehů nebo břehů řek uvolňuje soudržnost zrna a strukturu půdy. Půda postrádá sílu a chová se jako kapalina. Budovy se potápí ve zkapalněné půdě, zatímco zakopané potrubí a nádrže se vznášejí vzhůru, jako by se vznášely. Druhé město Nového Zélandu, Christchurch, stojí ve starodávném říčním údolí a vyschlé bažině. Zkapalnění během 22. února 2011, zemětřesení v Christchurch způsobilo, že polovina města a jeho předměstí byla neobyvatelná.