Πριν από έναν ισχυρό σεισμό, η συσσώρευση ελαστικών τάσεων σε ένα ρήγμα μπορεί να προκαλέσει αλλαγές σε φυσικές παραμέτρους του περιβάλλοντος. Αυτά τα σημάδια, που ονομάζονται πρόδρομα φαινόμενα, αποτελούν αντικείμενο μελέτης για τη σεισμική πρόγνωση.
Μεταξύ των πιθανών προδρόμων φαινομένων περιλαμβάνονται μικρές παραμορφώσεις του εδάφους, αλλαγές στη στάθμη υπόγειων υδάτων, μεταβολές της ηλεκτρικής και μαγνητικής αγωγιμότητας των πετρωμάτων, εκπομπές ραδονίου και ασυνήθιστες συμπεριφορές ζώων. Οι επιστήμονες μετρούν συστηματικά αυτούς τους δείκτες και προσπαθούν να εντοπίσουν μοτίβα που προηγούνται των σεισμών.
Ένα από τα λίγα παραδείγματα επιτυχούς πρόγνωσης βασισμένης σε πρόδρομα φαινόμενα είναι ο σεισμός του Haicheng στην Κίνα το 1975. Οι αρχές εκκένωσαν την πόλη μετά από ασυνήθιστη σεισμική δραστηριότητα και παρατηρήσεις, σώζοντας χιλιάδες ζωές. Παρ’ όλα αυτά, οι περισσότερες προσπάθειες πρόγνωσης δεν είναι επιτυχείς και οι επιστήμονες συμφωνούν ότι η πρόβλεψη της ακριβούς ημέρας και ώρας ενός σεισμού παραμένει πολύ δύσκολη με τα σημερινά δεδομένα.
Για την προστασία του κοινού, οι σεισμολόγοι επικεντρώνονται κυρίως στην εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας (πιθανότητα εκδήλωσης σεισμού σε μια περιοχή) και στην ενημέρωση για τα μέτρα προφύλαξης, παρά στην πρόγνωση συγκεκριμένων σεισμικών γεγονότων.