Tsunami
cepat di tengah samudera dibanding dekat pantai dangkal. Karena itu, waktu tempuh sebelum tsunami mencapai suatu titik tergantung pada karakteristik dasar laut maupun jarak dari pusat tsunami. Contohnya, Tsunami Samudera Hindia 2004 mulai menghantam Indonesia setelah 15 menit, Sri Lanka setelah 2 jam, dan Kenya (di sisi lain Samudera Hindia) setelah 9 jam.
Perbedaan lainnya antara tsunami dan ombak biasa adalah gelombang tsunami melibatkan air di seluruh vertikal, baik bagian dalam dan dangkal. Tak seperti ombak biasa yang dalamnya jarang melebihi 20 m, gelombang tsunami mencapai dasar laut sehingga memiliki total energi yang jauh lebih besar. Saat merambat di laut dalam, gangguan yang terjadi di permukaan hanyalah sebagian kecil dari total energi yang dimiliki oleh tsunami tersebut.
Saat gelombang tsunami mendekati pantai, kecepatan gelombang menurun akibat gesekan dengan dasar laut. Pada frekuensi tetap, panjang gelombang berbanding lurus dengan kecepatan sehingga gelombang tsunami memendek. Selain itu, karena tsunami menjangkau hingga dasar laut, saat laut menjadi dangkal, energi yang sebelumnya tersebar jauh hingga ke bawah mulai berpindah ke atas. Berpindahnya energi
ini meningkatkan amplitudo atau tinggi gelombang. Alhasil, saat mendekati pantai, energi tsunami menjadi jauh lebih padat baik secara horizontal (akibat berkurangnya panjang gelombang) dan secara vertikal (akibat berkurangnya kedalaman air dan meningkatnya amplitudo). Akibat yang lain adalah gradien atau kemiringan air menjadi jauh lebih curam.
Surutnya air laut sering dilaporkan terjadi sebelum datangnya tsunami, dalam kasus tertentu air laut dapat bergerak hingga ratusan meter menjauhi daratan. Hal ini sering memancing datangnya penduduk yang tidak tahu bahwa tsunami akan terjadi, karena dalam keadaan ini ikan mudah ditangkap dan sering terlihat karang atau makhluk laut lainnya yang biasanya tidak terlihat.
Tidak semua tsunami didahului oleh surutnya air, tsunami juga dapat langsung dimulai dengan naiknya permukaan air. Hal ini karena tsunami berbentuk gelombang, dengan puncak dan lembah. Jika lembah gelombang yang sampai lebih dahulu, permukaan air laut akan turun. Sebaliknya, puncak gelombang menghasilkan naiknya air laut. Kedua hal ini dapat terjadi dengan peluang yang sama.
Tsunami sering digambarkan secara ikonik sebagai dinding air raksasa yang bergerak mengantam daratan, seperti ombak yang ditunggangi peselancar. Fenomena ini memang terjadi, namun hanya pada tsunami-tsunami yang sangat besar, seperti pada Tsunami Samudera Hindia 2004. Pada sebagian besar kasus, tsunami tidak menyebabkan dinding air raksasa, tetapi terjadi dengan naiknya
permukaan laut secara tiba-tiba (terkadang didahului surut). Air dapat naik dan surut selama berjam-jam, sesuai bukit dan lembah gelombang. Tsunami yang mencapai daratan bukan hanya sebuah gelombang tetapi terdiri dari rangkaian gelombang yang memiliki amplitudo dan frekuensi berbeda dan dapat saling memperkuat. Saat ini, tidak mungkin memperkirakan jumlah
puncak besar ada dalam suatu tsunami, atau puncak mana yang paling berbahaya. Karena itu, daerah pantai masih dianggap berbahaya walaupun beberapa gelombang besar telah lewat.
Tsunami yang mencapai daratan dapat menyebabkan kenaikan permukaan air hingga 15-30 meter. Banjir yang dihasilkan dapat bergerak cepat hingga 90 km/jam, dan menjangkau hingga beberapa kilometer dari pantai. Aliran air ini mampu menghancurkan bangunan dan tanaman, menghanyutkan kendaraan atau benda-benda bergerak lainnya. Kerusakan akibat arus yang berkecepatan tinggi dan dipenuhi puing dan benda hanyut
ini seringkali lebih besar daripada kerusakan akibat hantaman awal tsunami. Banjir yang diakibatkan tsunami ini sering diukur dengan dua besaran: inundasi atau penggenangan (inundation) dan kenaikan (run-up). Inundasi adalah jarak maksimal yang ditempuh tsunami secara horizontal ke dalam daratan. Kenaikan adalah ketinggian maksimum yang digenangi banjir dibandingkan dengan ketinggian normal air laut.
Saat banjir tsunami mulai surut, arus balik air ke laut juga dapat menimbukan kerusakan besar. Air dapat mengalir dengan cepat dan bergejolak, menyebabkan erosi dan merusak fondasi bangunan. Air dapat bergerak bolak balik hingga beberapa hari.
Sistem peringatan dini tsunami berfungsi untuk mendeteksi risiko tsunami, memperkirakan daerah-daerah yang akan terkena, dan mengeluarkan pengumuman agar publik dapat mengambil tindakan untuk mengurangi korban jiwa dan kerusakan. Peringatan tsunami biasanya berawal dari terjadinya gempa berkekuatan besar (magnitudo 7.0 atau lebih). Saat gempa seperti ini terjadi, penduduk daerah terdekat dapat
langsung diberi peringatan dini disertai perkiraan kasar ukuran atau waktu kedatangan tsunami. Sementara itu, pusat sistem peringatan dini mengumpulkan data-data lain, seperti perubahan pada permukaan laut, serta kedalaman dan karakteristik dasar laut setempat. Perubahan ketinggian air laut dapat diukur dengan alat seperti alat pengukur pasang surut yang sebelumnya telah ditempatkan di berbagai lokasi. Data-data ini kemudian diolah
untuk mengeluarkan perkiraan yang lebih rinci. Dengan data yang cukup, dapat dideteksi apakah ada tsunami, dan jika ada, perkiraan juga dapat meliputi peta pergerakan, daerah yang mungkin terkena, waktu kedatangan, maupun ukuran tsunami. Jika dideteksi tidak ada tsunami, peringatan dini dapat dibatalkan. Jika tsunami terdeteksi, pihak berwenang di daerah yang dianggap berisiko dapat
mengambil tindakan penanggulangan, termasuk memerintahkan evakuasi daerah pesisir. Waktu respons yang dimiliki tiap lokasi berbeda-beda tergantung jaraknya dari pusat tsunami. Daerah yang cukup jauh bisa jadi memiliki waktu berjam-jam untuk bersiap dan melakukan evakuasi.
Selain deteksi dan perkiraan bahaya tsunami, efektivitas sistem peringatan dini juga tergantung kepada adanya rencana tindakan yang matang. Dalam rencana seperti ini, lembaga pemerintah terkait harus sudah mengenal dan terlatih dalam tindakan-tindakan yang perlu dilakukan, di antaranya menafsirkan sumber-sumber ilmiah maupun menyebarkan informasi dan instruksi kepada
masyarakat melalui jalur komunikasi yang efektif. Karena rentang waktu sebelum datangnya tsunami bisa jadi sangat singkat, faktor kecepatan amat penting. Dengan adanya persiapan dan rencana yang matang, keputusan dan tindakan dapat diambil dengan lebih cepat.
Upaya deteksi tsunami melalui pemantauan gempa bumi bermagnitudo besar telah dilakukan sekurangnya sejak awal 1900an oleh volkanolog Amerika Serikat Thomas A. Jaggar di Hawaii. Namun, metode peringatan pada awal abad ke-20 masih belum formal dan kurang efektif karena tidak akurat (sering mengeluarkan peringatan ketika sebenarnya tidak ada tsunami), dan tidak adanya jalur
komunikasi resmi. Pusat peringatan dini formal pertama adalah Pacific Tsunami Warning Center (PTWC), yang didirikan di Hawaii pada 1949, sebagai tanggapan atas tsunami yang diakibatkan oleh Gempa bumi Kepulauan Aleut 1946. Sejak 1965, negara-negara Samudera Pasifik lainnya ikut berpartisipasi dalam sistem ini, dan kini telah beranggotakan 46 negara. Selain PTWC, Amerika Serikat juga memiliki satu sistem
lain yang disebut West Coast and Alaska Tsunami Warning Center. Setelah tsunami Samudera Hindia 2004, negara-negara Samudera Hindia membentuk Indian Ocean Tsunami Warning and Mitigation System, lembaga kerjasama pemantauan dan penyebaran informasi risiko tsunami. Banyak negara di kawasan rentan tsunami memiliki lembaga yang bertugas mengatur sistem peringatan dini nasional, seperti Badan Meteorologi Jepang di Jepang, dan Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) di Indonesia.