Michell fou un dels primers científics a explorar la teoria dels terratrèmols. En un extens article, el 1760 suggerí que podrien originar-se com un esdeveniment en un lloc específic, com ara sota d'un volcà, i després transmetre's a través de la Terra mitjançant una ona de xoc per afectar una regió allunyada i més àmplia. Un fet violent produït en l'escorça terrestre al mar podria sacsejar ciutats de l'interior, com passà amb el terratrèmol del 1755 a Lisboa. Indicà que si la gent pogués registrar els moments precisos que experimenta un sisme, hom podria calcular la ubicació en la qual s'originà la pertorbació. Les idees de Michell es posaren en pràctica uns 125 anys més tard, per John Milne (1850-1913), i són la base de la sismologia moderna.