Deprem, yeraltında bulunan kayaçlar içerisinde çeşitli sebeplerden ötürü depolanan enerjinin ani olarak yerin titreşmesi şeklinde ortaya çıkmasıdır. Yerin derinliklerinde etkili olan büyük kuvvetler kayaçlar üzerinde gerilim (stress) birikmesine sebep olur, bu durum kayaçları bükmeye veya hacimlerini değiştirmeye zorlar. Bir sopayı bükmeye çalıştığımızda ellerimizle sopaya bir gerilim (birim alana düşen kuvvet) uygularız; işte sopanın bükülmesi (şeklindeki değişim) gerinimdir. Aynı elimizle büktüğümüz sopanın olduğu gibi, yerin derinliklerindeki kayaçlar da kırılana kadar deforme olurlar. Bir kayaç bloğu kırıldığı zaman enerji dalgaları oluşur ve oluşan bu dalgalar küresel olarak yer içinde yayınırlar. Enerjisi depremler tarafından oluşturulan bu tür dalgalara sismik dalgalar denilir.
Kayaçlar kırıldığı zaman aniden ortaya çıkan büyük miktardaki enerji, dev kayaç kütlesinin diğer kayaç kütlesine göre göreceli olarak hareketine sebep olur. İki kayaç kütlesi arasındaki kırığa fay denilmektedir. Depremlerin neden oluştuğuna dair bilinen en klasik açıklama elastik rebound teorisi’dir. Bu teoriye göre kayaçlar üzerinde sürekli artan gerinim, bir fay düzlemi boyunca harekete sebep olup, aniden enerji olarak açığa çıkar. Derin kaynaklı içsel kuvvetler (tektonik kuvvetler) kayaçlar üzerinde yüzyıllarca etkili olabilir. Bu kuvvetlerin etkisinde kalan kayaçlar başlangıçta bükülür, ancak kırılmaz. Kayaçlar elastik özelliklerine göre depolayabildiği kadar enerji depolarlar. Artık sıra bu enerjinin açığa çıkmasındadır ki biz buna deprem adını veriyoruz. Kimi zaman bu enerjinin açığa çıkması başka bazı faktörlerin tetikleyici görev görmesi sebebiyle normal oluşum zamanından daha önce gerçekleşebilir. Bu duruma yakın tarihten bir örnek olarak, 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminden hemen sonra 12 Kasım 1999 Düzce depreminin aynı fay zonu üzerinde meydana gelmesi verilebilir.
Fay düzlemi boyunca kırılan kayaçlardan yeryüzeyine yakın konumda olanlar, kırılgan davranış karakteri gösterirler. Derinlerde bulunan kayaçlar ise yüksek ısı ve basınca maruz kaldıklarından kırılganlık özelliklerini kaybederler. Deprem sırasında derin kayaçlar kırılma yerine plastik akış davranışı gösterirler.
Depremin odağı kayaçların bir fay düzlemi boyunca ilk kırılmaya başladığı noktadır. Episantr (dışmerkez ya da epicenter) ise odağın yeryüzündeki yansısıdır.Depremlerin çoğu faylar üzerindeki hareketle ilişkilendirilmiştir, ancak bazı depremlerde faylanma ile ilişki kurmak oldukça zordur. 1994 Northridge depremini de kapsayan son 4 Kaliforniya (U.S) depremi, derinlerde gömülü ve bazıları daha önceden hiç bilinmeyen bindirme (ters) fay sistemleri sebebiyle meydana gelmiştir. Bu depremlerin hiç birisi yer yüzeyinde yer değiştirme ve kırık oluşturmamıştır. Batı Amerika’daki depremlerin çoğu bilinen faylar veya yüzey yer değiştirmeleriyle ilişkili değildir. Depremler ayrıca volkanik patlamalar sonucu da meydana gelebilir, bu tip depremler fay hareketleriyle ilişkili olmayabilir.
