นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามศึกษาและรวบรวมข้อมูลเพื่อสรุปเป็นทฤษฎีอธิบายสาเหตุการเกิดของแผ่นดินไหว ในปัจจุบันทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (Plate Tectonics Theory) ได้รับการยอมรับมากที่สุดทฤษฎีนี้พัฒนามาจากทฤษฎีว่าด้วยทวีปเลื่อน (Theory of Continental Drift) ของอัลเฟรด โลทาร์ เวเกเนอร์ (Alfred Lothar Wegener พ.ศ. ๒๔๒๓ - ๒๔๗๓ นักวิทยาศาสตร์ ชาวเยอรมัน) ซึ่งเสนอไว้เมื่อ พ.ศ. ๒๔๕๕ ต่อมา แฮร์รี แฮมมอนด์ เฮสส์ (Harry Hammond Hess พ.ศ. ๒๔๔๙ - ๒๕๑๒ นักธรณีวิทยา ชาวอเมริกัน) ได้เสนอแนวคิดที่พัฒนาใหม่นี้ในทศวรรษ ๒๕๐๐
ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก ได้อธิบายว่าปรากฏการณ์แผ่นดินไหวเกิดจากการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเป็นลำดับขั้นตอนดังนี้ เมื่อโลกแยกตัวจากดวงอาทิตย์มีสภาพเป็นกลุ่มก๊าซร้อนต่อมาเย็นตัวลงเป็นของเหลวร้อน แต่เนื่องจากบริเวณผิวเย็นตัวลงได้เร็วกว่าจึงแข็งตัวก่อนส่วนกลางของโลกยังคงประกอบด้วยของธาตุหนักหลอมเหลวในทางธรณีวิทยาได้แบ่งโครงสร้างของโลกออกเป็น ๓ ส่วนใหญ่ ๆ เรียกว่า เปลือกโลก (crust) เนื้อโลก (mantle) และแก่นโลก (core) เปลือกโลกเป็นส่วนที่เป็นของแข็งและเปราะห่อหุ้มอยู่ชั้นนอกสุดของโลกจนถึงระดับความลึกประมาณ ๕๐ กิโลเมตร เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ธรณีภาคชั้นนอกหรือลิโทสเฟียร์ (Lithosphere) ใต้ชั้นนี้ลงไปเป็นส่วนบนสุดของชั้นเนื้อโลก เรียกว่า ฐานธรณีภาคหรือแอสเทโนสเฟียร์ (asthenosphere) มีลักษณะเป็นหินละลายหลอมเหลวที่เรียกว่า หินหนืด (magma) มีความอ่อนตัวและยืดหยุ่นได้อยู่ลึกจากผิวโลกลงไป ๑๐๐ - ๓๕๐ กิโลเมตร ใต้จากฐานธรณีภาคลงไปยังคงเป็นส่วนที่เป็นเนื้อโลกอยู่ จนกระทั่งถึงระดับความลึกประมาณ ๒,๙๐๐ กิโลเมตรจากผิวโลก จึงเปลี่ยนเป็นชั้นแก่นโลกซึ่งแบ่งเป็น ๒ ชั้นย่อย คือ แก่นโลกชั้นนอกและแก่นโลกชั้นใน โดยแก่นโลกชั้นในนั้นจะอยู่ลึกสุดจนถึงจุดศูนย์กลางของโลกที่ระดับความลึก ๖,๓๗๐ กิโลเมตร จากผิวโลก
การเกิดแผ่นดินไหวนั้นส่วนใหญ่จำกัดอยู่เฉพาะที่ชั้นของเปลือกโลกโดยที่เปลือกโลกไม่ได้เป็นชิ้นเดียวกันทั้งหมด เนื่องจากว่าเมื่อของเหลวที่ร้อนจัดปะทะชั้นแผ่นเปลือกโลกก็จะดันตัวออกมา แนวรอยแยกของแผ่นเปลือกโลกจึงเป็นแนวที่เปราะบางและเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิดมาก จากการบันทึกประวัติปรากฏการณ์แผ่นดินไหวทำให้สามารถประมาณการแบ่งของแผ่นเปลือกโลกได้เป็น ๑๕ แผ่น คือ