Ongeveer 25 miljoen jaar geleden veranderde de beweging van de tektonische platen van een naar elkaar toe gerichte naar een langs elkaar schuivende situatie. Door deze beweging ontstond een stelsel van zijschuivingsbreuken, waarvan de grootste de San Andreasbreuk is. Het gebied ten westen van deze breuk (de kuststrook, met daarin de steden San Diego, Los Angeles en San Francisco) beweegt met een gemiddelde snelheid van rond de 5 cm per jaar naar het noorden ten opzichte van de rest van Noord-Amerika. Beweging langs de breuken gaat niet geleidelijk, maar stapsgewijs, waarbij de spanning zich opbouwt om in één keer vrij te komen in de vorm van een aardbeving. De staat heeft in het verleden diverse zware aardbevingen meegemaakt. Het bekendst is waarschijnlijk de aardbeving van 1906, waarbij een groot deel van San Francisco platgelegd werd. Recenter werd grote schade aangericht door de Loma Prieta-aardbeving van 1989 in de Bay Area, waarbij een deel van de Bay Bridge instortte, en de Northridge-aardbeving van 1994 bij Los Angeles.