歴史地震
古文書にある記録から、その地域の震度の推定が可能となる。古文書には「地震」や「小地震」、「大地震」といった記録が見られ、当時はマグニチュードの概念はなく、これは震度の大小を表すものと解釈される。「小地震」「地震」「大地震」などの記録が登場する頻度と、近年の観測記録との比較から、それぞれの記録がどの程度の震度に相当するかを見積もった研究もある。684年の白鳳地震や1707年の宝永地震などの長い地震動を伴う巨大地震では「未曾有」や「前代未聞」などの記述も見られる。
家屋の倒壊についても「不残潰レ」、「半潰レ」、「事ナシ」などの記録(宝永地震における『谷陵記』)、また具体的に何軒のうち、何軒潰れの記録から倒壊率を求めることが可能である。当時の木造家屋と現代の建物を単純比較することはできないが、類似した建物の被害状況を比較することによりその都市における推定震度が求められる。また、墓石、石灯篭、土塀、石垣などの倒壊、破損状況、地割れ、泥の噴出などの現象、および「大地動震て歩行する事を得ず。」(『鸚鵡籠中記』)、「庭中水船水コボル、十分之中五分斗也」(『基煕公記』)などの記録も震度推定の材料となる。
今村明恒は、日本の地震活動は、684-887年、1586-1707年、1847年以降が旺盛期であり、貞観津波など特に規模が雄大であったものはこの時期に発生していると述べている。
しかし、各時代の記録密度が均質とは言えず、時代による記録の多寡は見かけ上のものであり、人為的な影響である可能性もある。地震記録が多くみられる684-887年は、六国史が編纂された時代に相当し、六国史には天人相関思想を反映して天変地異が好んで多く収録された背景がある。887年以降は地震の記録量が急速に減少するが、記録欠落期間として認識する必要があり 、室町時代から江戸時代初期の検地・刀狩でそれ以前の地方文書が回収・処分されたらしいことも影響している。
また、記録の地域差も大きく、京都、鎌倉以外の地方は中世以前の記録の現存自体が稀であり、地震の史料集として活用されている武者史料や新収史料などは、ただでさえ不完全な日本の歴史記録の一部分を抜書きしたものに過ぎない点を認識しておく必要がある。
例えば伊勢原断層の調査の結果、その活動時期は平安時代から江戸時代初期という1000年もの幅を持った推定であったが、その地震が日本三代実録に記録された878年相模・武蔵地震に対比されたことがある。しかし、この活動時期には江戸時代以前の大幅な記録欠落期間が含まれ、記録に漏れた大地震である可能性も否定はできない。
ペルー地震は1471年に巨大地震の最古の記録が現れ、チリ地震は1520年から記録に登場するようになり、両国ともこれ以降、巨大地震の記録が頻繁に現れている。年月日まで判明している地震としての最古は1555年のペルー地震。1960年の日本におけるチリ地震津波被害と同様、1730年のチリの地震津波が陸前に到達し、田畑を損じた記録が『東藩史稿』にある。
観測史上最大級の1960年チリ地震と同じ地域で発生した1575年バルディビア地震は、古記録および地質調査から、1960年とほぼ同規模、一部の研究者によってはそれ以上である可能性が指摘され、さらに同地域では平均して約300年毎に津波堆積物などの痕跡を残すような大規模な地震が繰り返されていることが示された。これ以外にも津波堆積物などの地質調査から、カスケード、スマトラ沖、南海トラフ、千島海溝、日本海溝沿いなど世界各地のプレート境界の沈み込み帯において、300 - 600年程度の周期で特に大規模な地震が繰り返されていることが明らかに成りつつある。