Ninh Thuận được các nhà địa chất xác định là vùng động đất cấp 5 hoặc 6. Về mặt khoa học, trận động đất có cường độ lớn hơn 6,5 độ Richter xảy ra ngoài biển có khả năng gây ra sóng thần.[18] Tại vùng Bà Rịa - Vũng Tàu, Bình Thuận (giáp Ninh Thuận, thuộc tuyến đứt gãy 109 – 110 độ) hàng năm đều có động đất, cường độ từ 4,7 đến 5,2 độ Richter. Đây là hoạt động kiến tạo bình thường không gây nguy hiểm, nhưng nếu động đất trên 8 độ Richter, ước tính sau 15-30 phút, sóng thần sẽ đến đất liền và ảnh hưởng trực tiếp lên khu vực nhà máy. Các nhà khoa học Việt Nam và quốc tế cho rằng, với mức độ động đất vốn có, nếu núi lửa hoạt động có thể gây ra sóng thần nhưng mức độ cũng không mạnh. Theo cục trưởng Cục An toàn bức xạ và hạt nhân, khu vực xây dựng nhà máy tương đối ổn định và những trận động đất thông thường sẽ không ảnh hưởng đến khu vực nhà máy.[19]

Tháng 3 năm 2011, đại diện Ban chuẩn bị đầu tư dự án cho biết: "Hai nhà máy điện hạt nhân tại Ninh Thuận sẽ được thiết kế ở mức dự phòng cao hơn từ 15 đến 30% so với mức độ động đất cao nhất đã từng xảy ra ở Việt Nam (6,8 độ Richter)". Ngoài ra 2 nhà máy còn được thiết kế hệ thống đê chắn sóng cao 15m, mặc dù mức sóng cao nhất ghi nhận được tại Ninh Thuận là 8m.[20]

Từ 26 đến 28 tháng 7 năm 2011 đã diễn ra hội thảo quốc tế về "Các vấn đề liên quan đến động đất và sóng thần trong việc phê duyệt địa điểm Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận" với sự tham dự của hàng trăm chuyên gia đến từ Nga, Nhật Bản, Hoa Kỳ, Armenia và Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế. Mục tiêu của hội thảo là đưa ra phương án xây dựng tối ưu, đảm bảo sự an toàn và hiệu quả vận hành của nhà máy.[21]

Tháng 8 năm 2011, tại Hội nghị khoa học và công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 9, các chuyên gia khảo sát cho biết có một số đứt gãy đang hoạt động bị bỏ sót trong các nghiên cứu, khảo sát trước đây. Các đứt gãy này được cho là có vai trò quan trọng đối với sự ổn định công trình trong khu vực. Các chuyên gia kiến nghị khảo sát bổ sung.[10]

Ngày 3 tháng 2 năm 2012, công tác khảo sát địa chất đã bắt đầu tiến hành.[22]