Los tsunamis son el resultado de un rápido desplazamiento del agua del océano. La energía del desplazamiento empuja una gran oleada de agua que corre a través del océano a velocidades de hasta 500 millas por hora, tan rápido como un avión de pasajeros. Si bien un tsunami solo puede aparecer en el océano abierto como un aumento de uno o dos pies, la ola puede tener un impacto devastador y destructivo cuando llega a la costa.
La Tierra está compuesta por una red a gran escala de placas tectónicas que están en constante movimiento. A menudo, el cambio es de sólo una o dos pulgadas cada año. A veces, las fuerzas se acumulan con el tiempo y se produce un cambio más violento a medida que la energía almacenada se libera a lo largo de las fallas o en las fosas oceánicas profundas donde chocan las placas. Todos los mares y masas terrestres tienen líneas de falla, pero el Océano Pacífico se caracteriza por un "Anillo de Fuego", una región geológica activa donde los terremotos, la corteza cambiante y los volcanes son comunes.
Cuando las placas chocan entre sí, se producen terremotos. Cuando estas colisiones hacen que una placa se deslice debajo de la otra, se produce un terremoto de subducción. El cambio vertical repentino y violento de la corteza terrestre a menudo desencadena un tsunami cuando toneladas de agua del océano son empujadas hacia arriba y la fuerza de gravedad hacia abajo envía el agua rápidamente a través del océano. No todos los terremotos provocan un tsunami y no todos los tsunamis atraviesan todo el océano. El impacto de algunos terremotos es absorbido por el océano y la geografía circundante de bahías y masas terrestres dicta cómo viaja un tsunami.
Los terremotos de subducción son la causa más común de tsunamis, pero no son la única causa. Otros cambios que ocurren en grandes secciones de la corteza terrestre también pueden desencadenar un tsunami. Un deslizamiento de tierra, ya sea bajo el agua o a lo largo de la costa, puede mover suficiente material para desplazar los grandes volúmenes de agua necesarios para crear un tsunami. Los glaciares que se parten, aquellos que se rompen en uno o más trozos masivos, también empujan el agua hacia un tsunami. Los volcanes submarinos que ocurren cerca de la superficie son lo suficientemente fuertes como para desplazar el agua y causar un tsunami. Un evento raro es un impacto oceánico por un cometa o meteoro que envía columnas de agua en todas las direcciones desde donde cayó el objeto.
En un océano profundo, el agua desplazada puede ser apenas perceptible, pero la energía almacenada dentro de un tsunami que se mueve rápidamente se libera cuando la ola o marejada llega a aguas poco profundas. La ola se ralentiza, pero la energía en el interior hace que su altura aumente. Las puntas de las olas se mueven más rápido que la base, lo que hace que los tsunamis se eleven rápidamente y alcancen alturas de 100 pies o más cuando golpean la tierra. La depresión, o punto bajo de una ola, llega primero a la costa. Mientras lo hace, el agua a lo largo de la costa se dirige hacia el mar y el fondo marino cerca de la costa queda expuesto momentáneamente, por lo general durante unos cinco minutos antes de que llegue la primera cresta. Un tsunami generalmente se experimenta como una serie de olas, llamadas tren de olas, que amplifica la naturaleza destructiva de estos desastres naturales.