Trzęsienia ziemi są to drgające ruchy skorupy ziemskiej, odczuwalne na jej powierzchni. Powstają w strefach granicznych płyt litosfery. Płyty tektoniczne, pływające w plastycznym płaszczu Ziemi, w miejscach styku powoli trącają się wzajemnie. W wyniku tego, wzdłuż ich krawędzi, powstają naprężenia, które mogą stać się tak duże, że płyta ulega ugięciu i powstaje wstrząs. Po ustaniu tego zjawiska naprężenie na jakiś czas znika. W wyniku ruchów płyt litosfery powstaje większość trzęsień ziemi. Mogą one mieć jednak także inne przyczyny. Na przykład trzęsienia zdarzają się na obszarach uwolnionych przed 10 tys. lat od zlodowacenia. Skorupa ziemska, uwolniona od nacisku lądolodu, ciągle wraca do stanu równowagi. Podnosząca się ziemia, na skutek powolnego wyginania, podlega niekiedy wstrząsom. Niewielkie trzęsienia mogą być również powodowane wybuchami wulkanów, osuwaniem się ziemi, bądź też podziemnymi eksplozjami jądrowymi, zapadaniem się kopalń oraz napełnianiem wodą sztucznych zbiorników. Znaczenie tego typu trzęsień jest jednak bardzo niewielkie w porównaniu z tymi powstałymi w efekcie ruchów płyt litosfery.

Główna faza trzęsienia ziemi zazwyczaj trwa około minuty. Bywa ona poprzedzona drobnymi drganiami, tzw. wstrząsami wyprzedzającymi, które mogą trwać przez kilka godzin, a nawet tygodni, czy miesięcy przed nastąpieniem wstrząsu głównego. Po ustaniu wstrząsu głównego ma z kolei miejsce seria wstrząsów potomnych, które są wynikiem powrotu skorupy ziemskiej do stanu stabilizacji. Wstrząsy te są znacznie słabsze od wstrząsu głównego, lecz, mimo to, często są przyczyną powstawania szkód w obiektach, których konstrukcje zostały osłabione przez trzęsienie główne.

Płyty litosfery poruszają się zarówno na ziemi, jak i pod wodą. Podwodne trzęsienia bezpośrednio nie powodują większych skutków. Mogą być jedynie odczuwalne na statkach, których uszkodzenie jest jednak mało prawdopodobne. Wstrząsy te mogą doprowadzić natomiast do powstania olbrzymich fal morskich, tzw. tsunami, które mogą przemieszczać się z prędkością nawet 800 km na godzinę. Na pełnym morzu nie stanowią one żadnego zagrożenia, jednak, gdy zbliżają się do przybrzeżnych płycizn zwalniają i spiętrzają się niekiedy nawet do 60 m. wysokości. Fale te, uderzając o ląd, powodują tragiczne skutki, liczne ofiary śmiertelne i ogromne zniszczenia.

Uczeni, którzy zajmują się badaniami trzęsień ziemi, to sejsmolodzy. Najważniejszym przyrządem badawczym jest sejsmograf - jest to bardzo czułe urządzenie, które wykrywa najlżejsze drgania ziemi. Drgania te zapisuje automatyczne piórko na papierze owiniętym dookoła obracającego się walca. Jeśli nie występują żadne drgania rysowana linia jest prosta, przy drobnych wstrząsach powstaje lekkie jej zafalowanie, a przy większych - jej wyraźne skoki. Stacje sejsmograficzne mieszczą się na całym globie. Gdy zarejestrują silne fale sejsmiczne, sejsmolodzy porównują natężenia fal i czas, w jakim podocierały do poszczególnych stacji. Umożliwia to zlokalizowanie wstrząsu i określenie jego siły.

Siłę trzęsień ziemi określa się wg tzw. skali Richtera. Została ona opracowana w 1935 r. przez amerykańskiego sejsmologa Charles'a Richtera. Jest to skala liczbowa, w której każda kolejna liczba oznacza 10-krotny wzrost energii wstrząsu, tzn., że np. wstrząs o sile 2 jest 10 razy silniejszy niż wstrząs o sile 1 stopnia.

Sejsmografy codziennie rejestrują setki niewielkich wstrząsów. Drgania mniejsze niż 2 stopnie w skali Richtera nie są odczuwane przez ludzi, o sile wstrząsu mniejszej niż 5 stopni nie powstają poważniejsze szkody. Groźne są natomiast trzęsienia ziemi o sile powyżej 7 stopni. Dotychczas jedynie dwa osiągnęły siłę 8,9 stopnia. Pierwsze z nich miało miejsce w 1906 r. w Kolumbii i Ekwadorze, a drugie w 1933 r. w Japonii.

Jednym z najbardziej znanych uskoków na kuli ziemskiej jest kalifornijski uskok San Andreas, który zdobył rozgłos dzięki swym niebotycznym rozmiarom i ciągłej aktywności sejsmicznej. Osiąga on ok. 1100 km długości, a ciągnie się wzdłuż zachodniego wybrzeża USA. Wzdłuż uskoku obserwuje się ponad 100 drobnych wstrząsów rocznie. Niekiedy występują także silne trzęsienia ziemi. Prędkość ruchu płyt litosfery w tym rejonie wynosi obecnie ok. 5 cm rocznie. Ruch ten następuje skokowo, w momentach, kiedy działające na uskok ciśnienie nagle ustępuje. Podczas trzęsienia ziemi w 1906 roku w San Francisco, ziemia wzdłuż tego uskoku przesunęła się o ponad 4,5 metra.