Thường có một quan niệm sai rằng sóng thần cũng hoạt động như một đợt sóng hình thành do gió thông thường hay các cơn sóng cồn (với gió phía sau, như trong bức tranh khắc gỗ thế kỷ 19 nổi tiếng của Hokusai này). Trên thực tế, một cơn sóng thần được hiểu đúng hơn là một đợt dâng cao bất thần của nước biển, như một hay nhiều đợt nước. Lưỡi sóng thần đặc biệt giống với một đợt sóng đang tan ra nhưng có cơ chế khác hẳn: mức nước biển đột ngột tăng, tựa như những khối nước biển khổng lồ có lực còn lớn hơn nhiều.

Sóng thần diễn biến rất khác biệt tùy theo kiểu sóng: chúng chứa năng lượng cực lớn, lan truyền với tốc độ cao và có thể vượt khoảng cách lớn qua đại dương mà chỉ mất rất ít năng lượng. Một trận sóng thần có thể gây ra thiệt hại trên bờ biển cách hàng nghìn cây số nơi nó phát sinh, vì thế chúng ta có thể có nhiều tiếng đồng hồ chuẩn bị từ khi nó hình thành tới lúc ập vào một bờ biển, nó xuất hiện một thời gian khá dài sau khi sóng địa chấn hình thành từ nơi xảy ra sự kiện lan tới. Năng lượng trên mỗi mét dài trong sóng tỷ lệ với nghịch đảo của khoảng cách từ nguồn phát.[cần dẫn nguồn]

Thậm chí một trận sóng thần riêng biệt có thể liên quan tới một loạt các đợt sóng với những độ cao khác nhau. Ở vùng nước rộng, các cơn sóng thần có chu kỳ rất dài (thời gian để đợt sóng sau tới vị trí một điểm sau đợt sóng trước), từ nhiều phút tới nhiều giờ, và chiều dài sóng dài lên tới hàng trăm kilômét. Điều này rất khác biệt so với các con sóng hình thành từ gió bình thường trên mặt đại dương, chúng thường có chu kỳ khoảng 10 giây và chiều dài sóng 150 mét.

Chiều cao thực của một đợt sóng thần trên đại dương thường không tới một mét. Điều này khiến những người ở trên tàu giữa đại dương khó nhận ra chúng. Bởi vì chúng có chiều dài sóng lớn, năng lượng của một cơn sóng thần điều khiển toàn bộ cột nước, hướng nó xuống phía đáy biển. Các cơn sóng đại dương ở vùng nước sâu thường xuất hiện do chuyển động của nước tính từ bề mặt đến một độ sâu bằng một nửa chiều dài sóng. Điều này có nghĩa rằng sự di chuyển của sóng bề mặt đại dương chỉ đạt tới độ sâu khoảng 100 m hay ít hơn. Trái lại, những cơn sóng thần hoạt động như những con sóng vùng nước nông giữa biển khơi (bởi chiều dài của chúng ít nhất lớn gấp 20 lần chiều sâu nơi chúng hoạt động), bởi sự phân tán chuyển động của nước ít xảy ra nơi nước sâu.

Con sóng đi qua đại dương với tốc độ trung bình 500 dặm một giờ[1]. Khi tiến tới đất liền, đáy biển trở nên nông và con sóng không còn di chuyển nhanh được nữa, vì thế nó bắt đầu "dựng đứng lên"; phần phía trước con sóng bắt đầu dựng đứng và cao lên, và khoảng cách giữa các đợt sóng ngắn lại. Tuy một người ở ngoài đại dương có thể không nhận thấy dấu hiệu sóng thần, nhưng khi vào bờ nó có thể đạt chiều cao một tòa nhà sáu tầng hay hơn nữa. Quá trình dựng đứng lên này tương tự như khi ta vẩy một chiếc roi da. Khi sóng tiến từ phía cuối ra đầu roi, cùng một lượng năng lượng phân bố trong khối lượng vật liệu ngày càng nhỏ, khiến chuyển động trở nên mãnh liệt hơn. Càng đi vào đất liền, tốc độ di chuyển sẽ chậm lại nhưng ngọn sóng cao.

Một con sóng trở thành một con "sóng nước nông" khi tỷ lệ giữa độ sâu mặt nước và chiều dài sóng của nó rất nhỏ, và bởi vì sóng thần có chiều dài sóng rất lớn (hàng trăm kilômét), các cơn sóng thần hoạt động như những cơn sóng nước nông ngay bên ngoài đại dương. Những con sóng nước nông di chuyển với tốc độ bằng căn bậc hai của tích giữa gia tốc trọng trường (9.8 m/s2) và chiều sâu nước. Ví dụ, tại Thái Bình Dương, với độ sâu trung bình 4000 m, một cơn sóng thần di chuyển với tốc độ khoảng 200 m/s (720 km/h hay 450 dặm/giờ) và mất ít năng lượng, thậm chí đối với những khoảng cách lớn. Ở độ sâu 40 m, tốc độ sẽ là 20 m/s (khoảng 72 km/h hay 45 dặm/giờ), nhỏ hơn tốc độ trên đại dương nhưng rõ ràng con người không thể chạy nhanh hơn tốc độ này.

Sóng thần lan truyền từ nguồn phát (tâm chấn), vì thế những bờ biển trong vùng bị ảnh hưởng bởi chấn động thường lại khá an toàn. Tuy nhiên, các cơn sóng thần có thể gây nhiễu xạ xung quanh các mảng lục địa (như thể hiện trong hoạt hình này).

Hoạt hình trận sóng thần Ấn Độ Dương khi các cơn sóng lan tới Sri Lanka và Ấn Độ. Không nhất thiết phải đối xứng; các đợt sóng thần có thể mạnh hơn ở hướng này so với hướng kia, tùy thuộc vào điều kiện nguồn phát và điều kiện địa lý khu vực xung quanh.

Đặc trưng riêng của điều kiện địa lý địa phương có thể dẫn tới hiện tượng triều giả hay sự hình thành các đợt sóng dừng, có thể gây thiệt hại lớn hơn trên bờ biển. Ví dụ, cơn sóng thần lan tới Hawaii ngày 1 tháng 4 năm 1946 có thời gian ngắt quãng mười lăm phút giữa các đợt sóng. Chu kỳ cộng hưởng tự nhiên của Vịnh Hilo là khoảng mười ba phút. Điều đó có nghĩa mỗi đợt sóng tiếp theo trùng pha với chuyển động của Vịnh Hilo, tạo ra một đợt triều giả trong vịnh. Vì thế, Hilo bị thiệt hại nặng nền nhất so với tất cả các địa điểm khác tại Hawaii, đợt sóng thần/triều giả có độ cao lên tới 14 m giết hại 159 người.

Sóng biển được chia làm ba loại, căn cứ vào độ sâu:

• Tầng nước sâu
• Tầng nước trung bình
• Tầng nước nông

Dù được tạo ra ở tầng nước sâu (khoảng 4000 m dưới mực nước biển), sóng thần được xem là sóng ở tầng nước nông. Khi sóng thần tiến vào tầng nước nông gần bờ, khoảng thời gian của nó không đổi, nhưng chiều dài sóng thì giảm liên tục, điều này làm cho nước tích tụ thành một mái vòm khổng lồ, gọi là hiệu ứng "bị cạn".