Berdasarkan sifat fisisnya, interior bumi terdiri dari beberapa lapisan. Lapisan-lapisan tersebut memiliki sifat dan karakteristik berbeda-beda satu sama lain. Lapisan tersebut dibagi atas inti (core), mantel (mantle) dan kerak (crust).
Kerak bumi merupakan bagian terluar lapisan bumi dan memiliki ketebalan 0-100 km. Kerak bumi dominan tersusun oleh feldsfar dan mineral silikat lainnya.
Lapisan penyusun bumi di bawah kerak bumi dikenal sebagai mantel bumi (mantle). Bagian atas mantel yang paling dekat dengan kerak bumi bersifat padat hingga kedalaman sekitar 100 km dari permukaan, kemudian bagian di bawahnya bersifat semi-solid hingga kedalaman sekitar 350 km. Bagian terdalam mantel bumi bersifat padat.
Bagian inti bumi terbagi menjadi dua: yaitu inti bagian luar (outer core) dan inti bagian dalam (inner core). Inti bagian luar bersifat cair dengan ketebalam sekitar 2250 km. Sedangkan inti bagian dalam (inner core) bersifat padat dengan ketebalan sekitar 1220 km hingga ke titik pusat bumi.
Teori kekenyalan elastis (Elastic Rebound Teory) dari H.F Rheid (1906) digunakan dalam menjelaskan mekanisme peristiwa gempabumi. Teori ini menjelaskan jika permukaan bidang sesar saling bergesekan,batuan akan mengalami deformasi (perubahan wujud) jika perubahan tersebut melampaui batas elastisitas/regangannya, maka batuan akan patah (repture) atau akan kembali ke bentuk asalnya (rebound). Pada umumnya gempa diawali dengan gempa utama (Mainshock) yang diikuti oleh gempa susulan (Aftershock). Gempa utama memiliki kekuatan 2-3 kali skala Richter dari gempa susulannya. Jumlah gempa utama hanya satu kejadian, sedangkan jumlah gempa susulan akan jauh lebih banyak dan tentu saja sangat tergantung besarnya gempa utama.
Namun ada kalanya gempa terjadi secara beruntun tanpa diawali gempa utama. Gerumbulan gempa umumnya berlanjut selama beberapa minggu, bulan, atau bahkan lebih lama, tanpa terjadinya suatu peristiwa secara substansial lebih besar. Di Andaman, sebelah utara Aceh, juga terjadi gerumbulan gempa ini dua bulan setelah gempa aceh. Gerumbulan gempa ini terjadi mungkin akibat aktifitas sesar Andaman yang memicu terjadinya gerumbulan gempa atau oleh karena aktivitas gunung berapi (swarm earthquake).
Selama terjadinya gempa akan terjadi penjalaran gelombang dari sumber gempa ke permukaan tanah, proses penjalaran gelombang di dalam medium tersebut akan mengalami peristiwa penguatan gelombang (amplifikasi) atau pelemahan (deamplifikasi) tergantung medium batuan yang dilewatinya. Sehingga, perjalanan perambatan gelombang sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat dinamik tanah yang dilewati oleh gelombang gempa tersebut.
Proses kehilangan kekuatan yang terjadi dalam tanah akibat membesarnya tekanan air pori biasanya disebut likuifaksi tanah. Pada kondisi likuifaksi tegangan efektif tanah besarnya menjadi sama dengan nol. Likuifaksi tanah pada umumnya berlangsung saat terjadi gempa bumi.
