แผ่นดินไหว
แผ่นดินไหววัดโดยใช้การสังเกตจากไซสโมมิเตอร์ (seismometer) มาตราขนาดโมเมนต์เป็นมาตราที่ใช้มากที่สุดซึ่งทั่วโลกรายงานแผ่นดินไหวที่มีขนาดมากกว่าประมาณ 5 สำหรับแผ่นดินไหวอีกจำนวนมากที่ขนาดเล็กกว่า 5 แมกนิจูด สำนักเฝ้าระวังแผ่นดินไหวแต่ละประเทศจะวัดด้วยมาตราขนาดท้องถิ่นเป็นส่วนใหญ่ หรือเรียก มาตราริกเตอร์ สองมาตรานี้มีพิสัยความถูกต้องคล้ายกันในเชิงตัวเลข แผ่นดินไหวขนาด 3 หรือต่ำกว่าส่วนใหญ่แทบไม่รู้สึกหรือรู้สึกได้เบามาก ขณะที่แผ่นดินไหวตั้งแต่ขนาด 7 อาจก่อความเสียหายรุนแรงเป็นบริเวณกว้าง ขึ้นอยู่กับความลึก แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์มีขนาดมากกว่า 9 เล็กน้อย แม้จะไม่มีขีดจำกัดว่าขนาดจะมีได้ถึงเท่าใด แผ่นดินไหวใหญ่ล่าสุดที่มีขนาด 9.0 หรือมากกว่า คือ แผ่นดินไหวขนาด 9.0 ที่ประเทศญี่ปุ่นเมื่อปี 2554 และเป็นแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกในญี่ปุ่น ความรุนแรงของการสั่นสะเทือนวัดโดยมาตราเมร์กัลลีที่ถูกดัดแปลง หากตัวแปรอื่นคงที่ แผ่นดินไหวที่อยู่ตื้นกว่าจะสร้างความเสียหายแก่สิ่งก่อสร้างมากกว่าแผ่นดินไหวที่อยู่ลึกกว่า
แผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิในโทโฮกุ พ.ศ. 2554
หนึ่งนาทีก่อนผลกระทบจากแผ่นดินไหวจะรู้สึกได้ในกรุงโตเกียว ระบบแจ้งเตือนภัยแผ่นดินไหวล่วงหน้า ซึ่งมีเครื่องตรวจวัดแผ่นดินไหวมากกว่าหนึ่งพันตัวในญี่ปุ่น ได้ส่งคำเตือนออกอากาศทางโทรทัศน์เกี่ยวกับเหตุแผ่นดินไหวแก่ชาวญี่ปุ่นหลายล้านคน คลื่นเอสแผ่นดินไหว ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 4 กิโลเมตรต่อวินาที จึงใช้เวลา 90 วินาทีในการเดินทาง 373 กิโลเมตรไปยังกรุงโตเกียว สำนักอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่น เชื่อว่าระบบการแจ้งเตือนภัยล่วงหน้าสามารถช่วยหลายชีวิต คำเตือนต่อสาธารณชนถูกส่งไปราว 8 วินาทีหลังคลื่นพีแรกถูกตรวจจับ หรือ 31 วินาทีหลังเกิดแผ่นดินไหว อย่างไรก็ตาม ความรุนแรงที่ประเมินไว้น้อยกว่าความเป็นจริงในบางพื้นที่ในคันโตและโทโฮะกุ