La corteza exterior de la Tierra forma una litosfera (corteza rocosa) de aproximadamente 100 km de espesor, dividida en decenas a cientos de placas grandes y pequeñas. Estas placas se mueven a una velocidad de varios centímetros a 10 cm anuales.
Donde las placas chocan o se frotan, la roca experimenta estrés constante. La roca es elástica y puede deformarse hasta cierto punto, pero cuando el estrés aplicado excede la resistencia de la roca, ocurre una falla repentina. Al romperse, la energía acumulada se libera abruptamente como ondas sísmicas que se propagan hacia afuera.
Los terremotos tienen tres causas principales: terremotos de compresión por colisión de placas, terremotos de desgarre donde las placas se deslizan lateralmente y fallas normales por tensión. La mayoría de los grandes terremotos mundiales son terremotos de zona de subducción por colisiones de placas.
La convección impulsada por el calor dentro de la Tierra también es relevante, con la convección del manto impulsando el movimiento de placas. Este proceso continúa en escalas de tiempo geológicas (millones de años), haciendo que los terremotos sean un fenómeno natural inevitable.