一般に考えられる断層地震では、地震波の波長は断層の滑り量（断層が動いた長さ）に応じて大きくなり、したがって大規模地震になると大きな振幅とともに長周期の地震波が発生する。この地震波は小規模の地震に比べて距離が遠いほど卓越する（他の波に比べて顕著に目立つ）性質がある。
波動は、周期が長いほど減衰しにくい特性があり、特に表面波では減衰の条件が少なく自由振動に近い性質をもつ。したがって震源からの距離が遠い場合でも長周期地震動だけが到達することが多くなる。
軟地盤構造で増幅する表面波.
堆積盆地、付加体など、プレートに比べて柔らかい堆積層では長周期の表面波（レイリー波およびラブ波）の増幅が起こる。これは波動の干渉と反射、および変換が発生する性質に起因する。震源からの経路上に柔らかい堆積層があると、長周期地震動が効率的に伝わる。
軟地盤中の震動は固い地盤に比べ速度が遅い。極端にはマグマ溜りでは極めて遅くなる。基盤岩から堆積盆地に入ってきた地震動は速度差から干渉・増幅し長周期となる。そのため、堆積盆地の外を震源とする浅い地震において、伝播してきた地震波が堆積盆地内で強い長周期地震動を生じることが多い。なお、長周期地震動の主要成分である表面波は、加速度波形ではなく変位波形で観測されることが多い。
地盤構造境界で発生する表面波.
長周期地震動が建造物におよぼす影響.
長周期地震動が及ぼす被害は主に、地震動の周期が地盤や建物などが構造的にもつ固有振動と共振を起こし、構造物の振幅が増大することにより引き起こされる。長周期地震動は減衰しにくいため、共振が長く続いて振幅が大きくなりやすい。
長周期地震動が認識される以前にも、地震動と建造物の固有周期の関係は認識されており、関東大震災以降には耐震性構造に関する柔剛論争があった。しかし中低層構造建築が主流であり、振動地震による建造物の破壊は、剛性を高めることで大部分は防ぐことができるとされ、共振による被害の発生は非常に少ないと考えられてきた。
大きな振幅で揺れる高層建築物は、大きな歪みを生じて窓枠やガラス、外壁が破損落下したり、内部の立体駐車場やエレベータなどの機械の破損や機能不全を生じ、屋内の壁の亀裂や破壊、設置してある複写機や什器や家具がかなりの速度で動き周るほか、人はひとところに立っていられず、避難さえ困難になることがある。