I terremoti sono vibrazioni della crosta terrestre, provocate da un'improvvisa liberazione di energia in un punto profondo della crosta terrestre; da questo punto si propagano in tutte le direzioni una serie di onde elastiche, dette "onde sismiche".
La terraferma è in lento ma costante movimento (placca tettonica) e i terremoti si verificano quando la tensione risultante eccede la capacità del materiale di sopportarla. Questa condizione occorre molto spesso (e la conseguente maggior frequenza dei terremoti serve a definirli) sui confini delle placche tettoniche nelle quali la litosfera terrestre può essere divisa. Gli eventi che si verificano nei confini tra placche sono detti terremoti interplacca; quelli meno frequenti che avvengono all'interno delle placche della litosfera sono detti terremoti intraplacca.
I terremoti di maggiore intensità sono di norma accompagnati da altri secondari (e non necessariamente meno distruttivi); quando questi seguono la scossa principale, si definiscono repliche (vengono spesso descritte in modo scorretto come scosse di assestamento); se invece si verificano contemporaneamente o quasi, allora si tratta di terremoti indotti (ciò in genere avviene quando il sisma innesca la rottura di altra roccia che era già prossima al punto critico di rottura). La fonte del terremoto è distribuita su un'area significativa -nel caso dei terremoti più devastanti, ha un raggio di oltre un migliaio di chilometri- ma è normalmente possibile identificare un punto preciso dal quale le onde sismiche sono apparentemente emanate. Questo si chiama "ipocentro" e qui si è originato il movimento della frattura (faglia) o la sua improvvisa generazione; la proiezione verticale dell'ipocentro sulla superficie terrestre viene invece detta "epicentro".
Quando le masse rocciose che hanno accumulato energia si fratturano, l'energia che si libera si trasmette sotto forma di onde, dette onde sismiche, che si propagano dal luogo di origine in tutte le direzioni, provocando la vibrazione delle particelle del mezzo da esse attraversato.
Le onde sismiche possono essere di tre tipi:
le onde P (o Prime), che sono le più veloci e al passaggio di queste onde le particelle del mezzo attraversato si spostano in avanti e indietro lungo la direzione della propagazione dell'onda;
le onde S (o Seconde), che fanno vibrare le particelle del mezzo attraversato lungo piani perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda;
le onde L (o Lunghe), che si propagano solo negli strati più superficiali della Terre. Sono paragonabili alle increspature che si generano sulla superficie di uno specchio d'acqua quando lasciamo cadere un sasso.
Alcuni terremoti sono causati dal movimento magmatico all'interno di un vulcano, e possono essere indicatori di una imminente eruzione. In rarissimi casi dei terremoti sono stati associati all'accumulo di grandi masse d'acqua dietro a delle dighe, come per la diga di Kariba in Zambia, Africa, e con l'iniezione o estrazione di fluidi dalla crosta terrestre (Arsenale delle Montagne Rocciose). Tali terremoti avvengono perché la resistenza della crosta terrestre può essere modificata dalla pressione del fluido. Infine,
i terremoti (in senso molto ampio) possono essere il risultato della detonazione di esplosivi.
I terremoti non possono essere previsti ma possono essere misurati con la scala Richter