Các trận sóng thần có thể hình thành khi đáy biển, đột ngột bị biến dạng theo chiều dọc, chiếm chỗ của lượng nước nằm trên nó. Những sự di chuyển lớn theo chiều dọc như vậy của vỏ Trái Đất có thể xảy ra tại các rìa mảng lục địa. Những trận động đất do nguyên nhân va chạm mảng đặc biệt hay tạo ra các cơn sóng thần. Khi một mảng đại dương va chạm với một mảng lục địa, đôi khi nó làm rìa mảng lục địa chuyển động xuống dưới. Cuối cùng, áp suất quá lớn tác dụng lên rìa mảng khiến nó nhảy giật lùi lại (snaps back) tạo ra các đợt sóng chấn động vào vỏ Trái Đất, khiến xảy ra cơn địa chấn dưới lòng biển, được gọi là động đất tại đáy biển.

Những vụ lở đất dưới đáy biển (thỉnh thoảng xảy ra vì nguyên nhân động đất) cũng như những vụ sụp đổ của núi lửa cũng có thể làm chấn động cột nước khiến trầm tích và đá trượt xuống theo sườn núi rơi xuống đáy biển. Tương tự như vậy, một vụ phun trào núi lửa mạnh dưới biển cũng có thể tung lên một cột nước để hình thành sóng thần. Các con sóng được hình thành khi khối lượng nước bị dịch chuyển vị trí chuyển động dưới ảnh hưởng của trọng lực để lấy lại thăng bằng và tỏa ra trên khắp đại dương như các gợn sóng trên mặt ao.

Trong thập kỷ 1950 người ta đã khám phá ra rằng những cơn sóng thần lớn có thể xuất hiện từ các vụ lở đất, hoạt động phun trào núi lửa và các vụ va chạm thiên thạch. Những hiện tượng đó khiến một lượng nước lớn nhanh chóng bị chuyển chỗ, khi năng lượng từ một thiên thạch hay một vụ nổ chuyển vào trong nước nơi xảy ra va chạm. Các cơn sóng thần với xuất hiện từ những nguyên nhân đó, khác với những trận sóng thần do động đất gây ra, thường nhanh chóng tan rã và hiếm khi lan tới những bờ biển quá xa vì diện tích xảy ra sự kiện nhỏ. Các hiện tượng đó có thể gây ra các cơn sóng địa chấn lớn chỉ trong một khu vực, như vụ lở đất ở Vịnh Lituya tạo ra một sóng nước ước tính tới 50–150 m và tràn tới độ cao 524 m trên các ngọn núi ở đó. Tuy nhiên, một vụ lở đất cực lớn có thể gây ra một trận sóng thần cực lớn gây ảnh hưởng trên toàn bộ đại dương.