I terremoti si verificano quando due sezioni di roccia all'interno della crosta terrestre si muovono l'una contro l'altra. La crosta terrestre e il mantello superiore, noti collettivamente come litosfera, sono costituiti da un numero di sezioni separate, o placche tettoniche, in costante movimento l'una rispetto all'altra. Le forze che spingono queste placche sono correnti di convezione che salgono dal caldo e fuso della Terra nucleo, attraverso il mantello plastico e verso la litosfera dove si raffreddano e ricadono verso il nucleo. I terremoti si verificano sia intorno ai confini di queste placche che al loro interno.
Fatica
Il movimento delle placche tettoniche provoca l'accumulo di stress sui confini e all'interno delle placche. Deforma la crosta attraverso un processo di schiacciamento, stiramento o sollevamento. Lo stress si accumula nel corso di anni, decenni, secoli, migliaia o milioni di anni. Quando lo stress supera la forza della roccia, la roccia si rompe.
Difetti
Una faglia è il piano lungo il quale si rompono le rocce. Quando le rocce si muovono lateralmente l'una rispetto all'altra, creano una faglia strike-slip. Un esempio di ciò è la faglia di San Andreas in California. Quando un pezzo di crosta cade rispetto a un altro, questo è un difetto normale. Esistono faglie normali lungo i confini delle rift valley, come la Death Valley in California e la Valle del Reno in Germania. Quando un pezzo di crosta si sposta sopra o sotto un altro, crea una faglia di spinta. Le faglie di spinta delimitano l'intero bacino dell'Oceano Pacifico.
Rottura
La rottura è l'area di rottura della roccia durante un terremoto. A terra appare come una frattura che si muove lungo la lunghezza di una faglia. Una rottura di 21 piedi di lunghezza lungo 270 miglia della faglia di San Andreas ha causato il terremoto di San Francisco del 1906.
Propagazione
La propagazione è il movimento di una rottura attraverso la Terra. Durante il terremoto di Maule del 27 febbraio 2010 in Cile, la rottura si è spostata lungo il piano di faglia verso nord, sud e ovest a una velocità compresa tra 1 e 1,5 miglia al secondo.
Terreno tremante
La propagazione della rottura disturba le rocce vicine. Questo disturbo viaggia all'interno della Terra fino alla sua superficie e lungo la sua superficie in onde di energia note come onde sismiche. Questi arrivano alla superficie terrestre a impulsi, causando scuotimenti del terreno e danni agli edifici.
Liquefazione
Il forte scuotimento del suolo lungo le coste o gli argini dei fiumi allenta la coesione dei grani e la struttura del suolo. Mancando di forza, il terreno si comporta come un liquido. Gli edifici affondano nel terreno liquefatto mentre condutture e serbatoi interrati galleggiano verso l'alto come per galleggiamento. La seconda città della Nuova Zelanda, Christchurch, sorge su un'antica valle fluviale e su una palude prosciugata. La liquefazione durante il terremoto del 22 febbraio 2011, a Christchurch, ha reso inabitabile metà della città e dei suoi sobborghi.
