Um tsunami pode ser gerado por qualquer distúrbio que desloque uma massa grande de água, tal como um sismo (movimento no interior da terra), um deslocamento da terra, uma explosão vulcânica ou um impacto de meteoro. Os tsunamis podem ser gerados sempre que o fundo do mar sofre uma deformação súbita, deslocando verticalmente a massa de água. Os sismos tectónicos são um tipo particular de sismo que origina um deformação da crosta; sempre que os sismos ocorrem em regiões submarinas, a massa de água localizada sobre a zona deformada vai ser afastada da sua posição de equilíbrio. As ondas são o resultado da acção da gravidade sobre a perturbação da massa de água. Os movimentos verticais da crusta são muito importantes nas fronteiras entre as placas litosféricas. Por exemplo, à volta do Oceano Pacífico existem vários locais onde placas oceânicas mais densas deslizam sob as placas continentais menos densas, num processo que se designa por subducção. Estas zonas originam facilmente tsunamis.

Deslizamentos de terra submarinos, que acompanham muitas vezes os grandes tremores de terra, bem como o colapso de edicífios vulcânicos podem, também, perturbar a coluna de água, quando grandes volumes de sedimentos e rocha se deslocam e se redistribuem no fundo do mar. Uma explosão vulcânica submarina violenta pode, do mesmo modo, levantar a coluna de água e gerar um tsunami. Grandes deslizamentos de terra e impactos de corpos cósmicos podem perturbar o equilíbrio do oceano, com transferência de momento destes para o mar. Os tsunamis gerados por estes mecanismos dissipam-se mais rapidamente que os anteriores, podendo afectar de forma menos significativa a costa distante.

Tipicamente, cerca de dez minutos antes de um tsunami, o mar recua da costa, expondo parte do leito marinho. Se a inclinação for rasa, este recuo pode exceder 800 m. As pessoas inconscientes do perigo podem permanecer na costa, devido à curiosidade, mas este pode ser um sinal de advertência da vinda de um tsunami. Pode haver diversas ondas, com intervalos entre dois e quarenta e cinco minutos.

Estas características ocorrem porque as tsunamis possuem períodos extremamente longos e também grandes comprimentos de onda. Enquanto que as típicas ondas provocadas pelo vento, que podemos observar numa praia onde se pratica surf - geradas, por exemplo, por uma tempestade longínqua - sucedem-se de forma ritmada com um período de 10 segundos e comprimento de onda de 150 metros, as tsunamis podem ter períodos da ordem de uma hora ou mais, e comprimentos de onde que podem exceder os 100 km.

Uma onda tem tendência a esbater-se em ondas de água rasa quando a relação entre a profundidade da água e o seu comprimento de onda se torna muito pequena (isto é, quando a profundidade é bastante menor que o comprimento de onda). Como as tsunamis têm um grande comprimento de onda, vão-se comportar como ondas de água rasa mesmo no mar alto. As ondas de água rasa movem-se a uma velocidade que pode ser calculada pela raiz quadrada do produto da aceleração da gravidade (9.8 m/s^2) pela profunidade da água. Por exemplo, no Oceano Pacífico, onde a profundidade da água ronda os 4000 m, um tsunami viajará a 200 m/s (cerca de 712 km/hora) com uma perda mínima de energia, mesmo em grandes distâncias. Com uma profundidade de 40 metros, a velocidade poderá atingir os 20 m/s (cerca de 71 km/hora), o que é, efectivamente, muito mais lento mas, ainda assim, suficientemente rápido para se fugir a tempo.

Muitas cidades ao redor do oceano Pacífico, principalmente no Japão e Hawaii, possuem sistemas de alerta e evacuação em caso da ocorrência de tsunamis. Os tsunamis de origem vulcânica ou tectónica podem ser previstos pelos institutos sismológicos e o seu avanço pode ser monitorizado por satélites.