แผ่นดินไหวเป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติที่มีสาเหตุมาจากการปลดปล่อยพลังงานจากความเครียดที่เก็บอยู่ในหินใต้ผิวโลกอย่างทันทีทันใด กล่าวคือเป็นกระบวนการที่พื้นที่บนโลกเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและเด่นชัด เมื่อแรงเค้น (stress) ที่เกิดขึ้นตามรอยแตก หรือรอยเลื่อนที่เกิดขึ้นบนเปลือกโลก ภายในโลกถูกปลดปล่อยขึ้นมาสู่พื้นผิวโลกแผ่นดินไหวจากธรรมชาติเป็นธรณีพิบัติภัยชนิดหนึ่ง โดยปกติเกิดจากการเคลื่อนไหวของรอยเลื่อน ภายในชั้นเปลือกโลกที่อยู่ด้านนอกสุดของโครงสร้างของโลก มีการเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ อยู่เสมอ แผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นเมื่อความเค้นอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงมีมากเกินไป ภาวะนี้เกิดขึ้นบ่อยในบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก ที่ที่แบ่งชั้นเปลือกโลกออกเป็นธรณีภาค (lithosphere) เรียกแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบริเวณขอบเขตของแผ่นเปลือกโลกนี้ว่า แผ่นดินไหวระหว่างแผ่น (interplate earthquake) ซึ่งเกิดได้บ่อยและรุนแรงกว่า แผ่นดินไหวภายในแผ่น (intraplate earthquake)
แผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกัน (Divergent boundaries)การเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีในลักษณะนี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวไม่รุนแรง โดยมีศูนย์กลางอยู่ในระดับตื้น (ลึกจากพื้นผิวน้อยกว่า 70 กิโลเมตร) เช่นบริเวณกลางมหาสมุทรแอตแลนติก โดยรอยต่อซึ่งเกิดจากแผ่นธรณีเคลื่อนที่ออกจากกันมี 2 ลักษณะ คือ แผ่นธรณีทวีปเคลื่อนที่ออกจากกัน และแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่ออกจากกัน
แผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากัน (Convergent boundaries)เกิดขึ้นในบริเวณที่แผ่นธรณีปะทะกันซึ่งเรียกว่า “เขตมุดตัว” (Subduction zone) การปะทะกันเช่นนี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างรุนแรงที่ระดับลึก (300 – 700 กิโลเมตร) และหากเกิดขึ้นในมหาสมุทรก็จะทำให้เกิดคลื่นสึนามิ เช่น สันเขาใต้สมุทรใกล้เกาะสุมาตรา และ เกาะฮอนชู ประเทศญี่ปุ่น โดยรอยต่อของแผ่นธรณีเคลื่อนที่เข้าหากันมี 3 รูปแบบคือ แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกัน แผ่นธรณีมหาสมุทรชนกับแผ่นธรณีทวีป และแผ่นธรณีทวีปชนกัน
แผ่นธรณีเคลื่อนที่ผ่านกันหรือสวนกัน (Transform fault)แม้ว่าแผ่นธรณีจะเคลื่อนที่ผ่านกันด้วยความเร็วเพียงปีละประมาณ 3 – 6 เซนติเมตร แต่เมื่อเวลาผ่านไปเป็นเวลานาน จะสามารถปลดปล่อยพลังงานมหาศาลได้ ดังเช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรียส์ที่เคยทำลายเมืองซานฟรานซิสโก ประเทศสหรัฐอเมริกา จนประสบความเสียหายหนักเมื่อปี พ.ศ.2449 แต่โดยทั่วไปแล้วปรากฏการณ์จะนี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวในระดับตื้น มีความรุนแรงปานกลาง ถ้าเกิดขึ้นบนแผ่นดินจะทำให้ถนนขาด สายน้ำเปลี่ยนทิศทางการไหล หรือทำให้เกิดหน้าผาและน้ำตก
