Comme les vents et la pluie, les tremblements de terre sont un phénomène naturel relativement courant. Par conséquent, les hommes ont commencé à les enregistrer et à réfléchir à leurs causes il y a très longtemps. En Chine, le premier tremblement de terre enregistré s'est produit il y a près de 4000 ans, pendant la dynastie Xia, et s'est appelé le « Tremblement de terre du Mont Tai ». Il s'agit probablement du premier enregistrement de tremblement de terre au monde. Cependant, les anciens ne comprenaient pas très bien les causes des tremblements de terre et proposaient diverses théories intéressantes. Par exemple, au Japon, on pensait qu'il y avait une grande poisson-chat sous terre et que lorsqu'elle se retournait, la terre tremblait. En Grèce antique, on pensait que le « gaz » sous terre faisait trembler la terre et leurs mythes mentionnaient même un dieu des tremblements de terre. En Chine ancienne, influencée par la philosophie des Cinq Éléments, on pensait que les tremblements de terre étaient dus à un « déséquilibre entre le yin et le yang ». Il y avait également des explications plus rationnelles. Par exemple, certains pensaient que les tremblements de terre étaient causés par l'effondrement de grottes souterraines, tandis que d'autres, en se basant sur les éruptions volcaniques, suggéraient que les tremblements de terre étaient causés par une accumulation excessive de feu sous terre. Cependant, faute d'instruments d'observation des tremblements de terre et de preuves suffisantes, beaucoup d'explications n'étaient pas scientifiques et inexactes.
Ce n'est qu'en 1906 que la compréhension des tremblements de terre a commencé à s'approfondir. Cette année-là, un tremblement de terre s'est produit à San Francisco aux États-Unis et on a découvert qu'il avait fait se briser une rangée de clôtures en deux, avec un décalage évident entre elles. Après de plus amples recherches, les scientifiques ont réalisé que les tremblements de terre pouvaient être causés par une rupture soudaine des couches rocheuses souterraines. L'ingénieur américain Reid a proposé un modèle de tremblement de terre appelé le « rebond élastique ». Selon cette théorie, les roches souterraines se déforment sous l'effet des forces, et au fil du temps, cette déformation devient de plus en plus importante. Lorsque la déformation atteint un certain niveau, les roches se rompent, provoquant un tremblement de terre. Le « rebond élastique » est un modèle très simplifié, et la réalité est bien plus complexe. Cependant, ce modèle permet d'expliquer au moins certains tremblements de terre dus à des forces géologiques. Par exemple, le tremblement de terre de Wenchuan en Chine en 2008, qui s'est produit sur une zone sismique de plus de 400 km de long, la faille de Longmen, déjà explorée par les géologues, est aujourd'hui considéré par la communauté scientifique comme le résultat de forces tectoniques agissant sur les couches rocheuses externes de la Terre, provoquant un glissement soudain le long des failles géologiques.
Au début du XXe siècle, les scientifiques ont commencé à mettre en place un réseau mondial de stations sismologiques. Après des années d'études statistiques, ils ont découvert que, à l'échelle mondiale, les tremblements de terre étaient principalement répartis dans trois régions : la ceinture du Pacifique, la Méditerranée - Himalaya et les dorsales océaniques. En d'autres termes, la plupart des tremblements de terre se produisent aux limites des plaques tectoniques, où ces dernières se compressent, s'étirent ou glissent les unes contre les autres. Par exemple, le tremblement de terre de Sumatra en 2004, le tremblement de terre d'Haïti et du Chili en 2010, ainsi que le tremblement de terre japonais de 2011, sont des exemples typiques de tremblements de terre interplaquiques. Cependant, les tremblements de terre peuvent également se produire à l'intérieur des plaques, comme c'est le cas pour de nombreux tremblements de terre chinois qui n'ont pas lieu aux limites des plaques. Les scientifiques pensent que cela pourrait être dû au fait que la Chine continentale est composée de nombreux blocs géologiques moyens et petits, qui peuvent être considérés comme des « plaques » de niveau inférieur, et que la plupart des tremblements de terre intraplaques se produisent aux limites de ces blocs tectoniques.
La plupart des tremblements de terre sont des tremblements de terre tectoniques, mais il existe d'autres types de tremblements de terre, tels que les tremblements de terre volcaniques, les tremblements de terre d'impact (comme l'impact d'une météorite), les tremblements de terre induits par des réservoirs, les tremblements de terre induits par des essais nucléaires, etc. Ces tremblements de terre sont généralement beaucoup moins importants et fréquents que les tremblements de terre tectoniques.