"一場嚴重的地震立刻摧毀了我們最古老的聯想：地球，作為堅固的象徵，像一個薄薄的烤箱液體，在我們下移動著；瞬間在頭腦中產生了一種奇怪的不安全感，而這種不安全感是在數小時前的反思所無法產生的。"這是查爾斯·達爾文對1835年康塞普西翁（智利）地震的描述。
1835年康塞普西翁（智利）地震目前無法可靠地預測地震何時發生、它的強度等。地震的震級、震源和長度可能不同，持續時間從數秒到幾分鐘不等。
研究表明，地震的震動呈現出一種典型的模式。第一次震顫開始後，強度逐漸增強，達到峰值，隨後是逐漸減弱的震動。大小地震的起始方式相同，但無法確定地震震峰的最大值是何時發生的。地震是由地下巖石突然破裂引起的，在地表以下數公裡處，由地球內部更深地力驅動。很難確切理解巖石在壓力和溫度升高下是如何發現的。實驗室的實驗僅限於相對較小的樣品，鑽探斷層帶是一項非常困難且非常昂貴的操作。
為了預測地震，我們需要明確的前兆信號。在地震之前，地震學家注意到環境的一些變化，如增加的放射性氣體濃度，電磁活動的變化，前震，可測量的地面變形，地下水的地球化學變化，甚至不尋常的動物行為。
在一些地震之前，地下水位發生了變化。隨著構造應力的增大，巖石會形成微裂隙，改變巖石對水的滲透性。此外，泉水的氫化學作用也會發生變化，因為巖石被積聚的張力壓碎，化學物質洩漏到地下水中，或者改變地下水的流動模式。
放射性氣體，一種由某些礦物中元素的放射性衰變形成的氣體，在地震前可以顯示波動。它過去曾被用來預測地震，但不清楚濃度和地震之間的聯繫。也許微裂隙在主斷裂發生之前在巖石中發展，改變了地下的滲透性，氣體逃逸到地表，在那裡可以檢測到。 儘管2009年義大利拉奎拉地震前聲稱取得了成功，但大多數科學家仍然對這種方法持懷疑態度。地下水中的山體滑坡、碎石或化學反應也會產生高濃度的砷。
如果承受巨大壓力，一些晶體和巖石會發出電磁能量。通過測量一個區域的電磁場，因此理論應該能夠測量地面的累積變形。在巖石的斷裂點到來之前，科學家可能會發出即將發生地震的警告。類似的方法也用於測量前震。隨著較小的前震數量隨著時間的推移而增加，這可能意味著地面已經為大前震做好了準備。
自古以來，就有關於地震前異常動物行為的故事。即使現代研究正在尋求這種可能性，這種行為對於任何準確的預測來說也是不可靠的。
不幸的是，所有研究的信號都是不穩定的。在某些情況下，地震之前有一個或多個變化。在許多其他情況下，儘管此後發生了災難性的地震，但從未觀察到任何特別信號。目前，我們甚至不能肯定這種前兆信號是否存在。