地震发生时，地球内部产生两种体波，一种是P波（压缩波，质点振动和传播方向一致），其到来时人的感觉接近于上下晃动：
另一种是S波（剪切波，质点振动方向和传播方向垂直），其到来时人的感觉接近于水平晃动：
P波跑得快，每秒传播约6千米，S波跑得慢，每秒传播约3.5千米。S波振动幅值更大，携带的能量是P波的几倍到几十倍，其水平向剪切作用是造成结构破坏的重要因素。
某5.8级地震强震动台记录到的南北向地震动记录
（震中距60千米，震源深度10千米，P波传到约10秒，S波传到约17.5秒，S波和P波到时差为7.5秒。其S波幅值约为P波的5倍，能量约为P波的25倍）
如果我们能在地震发生后，抢在携带更多能量的S波到达前，甚至P波到达前若干秒，以警报的形式告知地震动的可能大小或潜在破坏，则公众可获取紧急逃生避险时间，而高铁、危化企业、医院手术室等则可提早采取地震应急处置措施，进而减少人员伤亡和社会财产损失——这就是我们所说的地震预警。
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地震预警 ≠ 地震预报
地震预警并不是地震预报！地震预警是指在地震发生后，依托严密地震监测网络在破坏性地震动到达前向指定区域发出警报，争取应急避险时间。而地震预报是指对尚未发生、但可能发生的地震活动进行预测，政府由此向社会发布地震预报，让公众躲避可能发生的地震。目前，地震预警已经技术实现，而地震预报仍是一项世界难题。
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地震预警的技术难点
地震预警的核心技术是利用最接近震源处的少量台站的地震初期震动信息快速判定地震并测定地震参数，进而预测尚未传播开来的地震动大小、烈度分布、影响范围和影响程度。其技术环节包括从地震监测数据的噪声和干扰中准确判别地震信号，实时估计地震发生的位置和大小，实时预测地震波的传播和地震烈度场的分布，实时预测可能的灾害。其理论和技术难点主要体现在：
所用信息极其有限
为达到地震预警的高时效要求，在进行地震预警处理时，仅能用到近震源有限数量台站的极其有限的记录波形信息来判别地震、测定发生位置并估计地震大小，进而预测地震波尚未传开处的可能地震动大小。一般在三个监测台站地震P波到达并触发后开始估计地震基本参数，此时，触发台站数量、获取的波形信息的不完备导致出错的几率增加，结果的准确性降低。
大震的破裂尚未完成
地震时地下岩石的破裂不是瞬间完成的，而是以一定的破裂速度进行，一般情况下低于S波波速。以2008年汶川特大地震为例，实际上其地下破裂面长达300多千米、宽约40千米，破裂自汶川开始，往东北方向扩展，破裂的持续时间约为90秒。对地震预警来说，我们在震后10秒估计地震大小时，其破裂长度仅为30千米左右，不足最终破裂的十分之一，根据其传出的地震波信息，估计到的地震震级大约6.5级左右，这会造成预警信息发布的范围较实际破坏范围小。但需要说明的是，地震预警的处理是持续进行的，随着时间进展和触发台站数量及记录长度的增加，其结果也会越来越接近真实值。
实时确定地震破裂方式和破裂方向困难
依据现有理论和技术发展，目前利用少量台站的有限波形信息实时可靠地确定大地震的破裂是单侧还是双侧、破裂具体朝哪个方向发展仍然困难，这也会造成预测烈度场与实际存在偏差。
涉及监测、传输、处理和发布的全自动实时系统
地震预警系统是一整套涉及多个环节的复杂自动化系统，需要监测、传输、处理、发布、接收等各子系统的实时、协调、可靠运行，系统的复杂性也决定了其实现的难度。
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地震预警技术的局限性
存在预警盲区
地震发生后，至少需要3-5秒完成对距离震中最近的地震台站记录到的信息进行处理，再发出预警信息，导致震中20至30公里范围内无法预警，恰恰这样的区域是地面运动最强烈的区域，因此地震预警对破坏最严重的极震区基本是无效的。
地震预警技术的局限性
预警结果可能会有偏差
地震预警核心原理在于利用震中附近少量地震台站初期记录到的少量信号去估计地震参数，由于使用信号的不完整，对于测定地震大小影响较大，特别是地震震级越大，初期预警结果越偏小。另外震后余震密集发生时信号叠加容易导致预警结果偏大。
可能会发生误报和漏报
距离较近的多个地震台站同时受到非地震信号之外的干扰信号时，容易引起系统误触发，导致对外发布错误预警信息。此外，数据通讯传输故障以及技术系统异常也可能导致震时无法及时产出地震预警信息导致漏报。