Assim como ventos fortes e chuva, os terramotos são um fenómeno natural bastante comum, pelo que as pessoas começaram a registar terramotos e a ponderar as suas causas há muito tempo. Na China, o primeiro terramoto registado chamou-se "Tremor do Monte Tai" e ocorreu na Dinastia Xia, há cerca de 4000 anos, sendo possivelmente o primeiro registo de terramotos do mundo. No entanto, os antigos não compreendiam bem as causas dos terramotos, tendo apresentado várias teorias interessantes. Por exemplo, no Japão, acreditava-se que existia um grande peixe catfish no subsolo, e que quando este se virava, a terra tremia; na Grécia Antiga, pensava-se que era o "gás" subterrâneo que fazia a terra tremer, e os seus mitos incluíam deuses responsáveis pelos terramotos; na China antiga, influenciada pelo pensamento dos Cinco Elementos, acreditava-se que os terramotos eram causados pelo "desequilíbrio entre o Yin e o Yang". Havia também explicações mais racionais, como a de que os terramotos eram causados pelo colapso de cavernas subterrâneas, ou pela acumulação de fogo subterrâneo. No entanto, devido à falta de instrumentos para observar os terramotos e de provas suficientes, muitas dessas explicações não eram científicas nem precisas.
Foi em 1906 que o conhecimento sobre os terramotos começou a aprofundar-se. Nesse ano, ocorreu um terramoto em São Francisco, nos Estados Unidos, e verificou-se que este tinha dividido uma série de cercas em dois segmentos, com um deslocamento evidente entre elas. Após mais investigações, os cientistas perceberam que os terramotos podiam ser causados por uma ruptura súbita das camadas rochosas subterrâneas. O engenheiro norte-americano Reid propôs um modelo de terramotos chamado "rebote elástico". Este modelo sustentava que as rochas subterrâneas se deformam devido à pressão, e que, à medida que a deformação aumenta, as rochas acabam por rachar, causando terramotos. O "rebote elástico" é um modelo altamente simplificado, sendo a realidade muito mais complexa. No entanto, este modelo permite explicar, pelo menos, alguns terramotos causados por forças tectónicas. Por exemplo, o terramoto de Wenchuan, na China, em 2008, ocorreu numa zona sísmica de mais de 400 quilómetros de comprimento, a Faixa de Longmen, que já tinha sido explorada pelos geólogos. Hoje, a comunidade científica considera que a grande maioria dos terramotos superficiais naturais são causados por forças tectónicas, que provocam deformações em larga escala nas camadas rochosas externas da Terra, levando a deslizamentos súbitos ao longo de falhas geológicas.
No início do século XX, os cientistas começaram a criar uma rede global de estações sísmológicas. Após vários anos de estatísticas, descobriram que, à escala global, os terramotos ocorrem principalmente em três regiões: uma é a região do Pacífico, outra é a região Mediterrâneo-Himalaia e a terceira é as cristas oceânicas. Ou seja, a maioria dos terramotos ocorre nas fronteiras entre as placas tectónicas, onde estas se comprimem, esticam ou deslizam umas contra as outras. Por exemplo, o terramoto de Sumatra, em 2004, o terramoto do Haiti e o do Chile, em 2010, e o do Japão, em 2011, foram terramotos interplaca típicos. No entanto, também ocorrem terramotos dentro das placas, como muitos terramotos na China, que não se situam nas fronteiras das placas. Os cientistas acreditam que isto pode dever-se ao facto de a China continental ser composta por vários blocos tectónicos de pequena e média dimensão, que podem ser considerados "placas" de nível inferior, e os terramotos intraplacas ocorrem principalmente nas fronteiras destes blocos tectónicos.
A maioria dos terramotos são terramotos tectónicos, mas existem outros tipos de terramotos, como os terramotos vulcânicos, os terramotos de impacto (como a queda de meteoritos), os terramotos induzidos por reservatórios e os terramotos induzidos por testes nucleares, que são geralmente muito menos violentos e frequentes do que os terramotos tectónicos.