Tsunami są wynikiem szybkiego przemieszczania się wody oceanicznej. Energia przemieszczenia powoduje, że ogromny przypływ wody pędzi przez ocean z prędkością do 500 mil na godzinę – tak szybko, jak odrzutowiec. Podczas gdy tsunami może pojawić się na otwartym oceanie tylko jako wzrost o stopę lub dwie, fala może mieć niszczycielski i destrukcyjny wpływ, gdy dotrze do linii brzegowej.
Ziemia składa się z rozległej sieci płyt tektonicznych, które są w ciągłym ruchu. Często zmiana to zaledwie cal lub dwa każdego roku. Czasami siły narastają z czasem i zmiana następuje gwałtowniej, gdy zmagazynowana energia jest uwalniana wzdłuż uskoków lub w głębokich rowach oceanicznych, gdzie zderzają się płyty. Wszystkie morza i lądy mają linie uskoków, ale Ocean Spokojny jest znany jako „Pierścień Ognia”, aktywny region geologiczny, w którym trzęsienia ziemi, przesuwająca się skorupa i wulkany są powszechne.
Gdy płyty zderzają się ze sobą, powstają trzęsienia ziemi. Kiedy te zderzenia powodują, że jedna płyta przesuwa się pod drugą, następuje trzęsienie ziemi z subdukcji. Nagłe i gwałtowne przesunięcie w pionie skorupy ziemskiej często wyzwala tsunami, gdy tony wody oceanicznej są wypychane w górę, a siła grawitacji w dół powoduje gwałtowne przemieszczenie wody przez ocean. Nie wszystkie trzęsienia ziemi powodują tsunami i nie wszystkie tsunami przechodzą przez cały ocean. Szok wywołany niektórymi trzęsieniami jest pochłaniany przez ocean, a otaczająca go geografia zatok i lądów dyktuje sposób przemieszczania się tsunami.
Trzęsienia ziemi z subdukcji są najczęstszą przyczyną tsunami, ale nie są jedyną przyczyną. Inne przesunięcia zachodzące w dużych częściach skorupy ziemskiej również mogą wywołać tsunami. Osuwisko pod wodą lub wzdłuż wybrzeża może przesunąć wystarczającą ilość materiału, aby przemieścić duże ilości wody niezbędne do wywołania tsunami. Cieciejące się lodowce, te, które pękają na jeden lub więcej masywnych kawałków, również wpychają wodę w tsunami. Podwodne wulkany, które występują blisko powierzchni, są wystarczająco silne, aby wypierać wodę i powodować tsunami. Rzadkim wydarzeniem jest uderzenie w ocean komety lub meteoru, które wysyła kolumny wody we wszystkich kierunkach, z których spadł obiekt.
W głębokim oceanie przemieszczona woda może być ledwo zauważalna, ale energia zmagazynowana w szybko poruszającym się tsunami jest uwalniana, gdy fala lub fala dociera do płytkiej wody. Fala zwalnia, ale energia wewnątrz powoduje wzrost jej wysokości. Wierzchołki fal poruszają się szybciej niż podstawa, co powoduje, że tsunami szybko wznosi się na wysokość 100 stóp lub więcej, gdy uderzają w ląd. Dolina, czyli niski punkt fali, dociera do linii brzegowej jako pierwsza. W ten sposób woda wzdłuż wybrzeża jest ciągnięta w kierunku morza, a dno morskie w pobliżu brzegu jest chwilowo odsłonięte, zwykle na około pięć minut przed uderzeniem pierwszego grzbietu. Tsunami jest zwykle doświadczane jako seria fal, zwanych pociągiem fal, które wzmacniają niszczycielski charakter tych klęsk żywiołowych.