中间凹陷部分为印度洋大地震给海床烙上的“伤疤”。强烈地震引发的印度洋巨大海啸，已经吞噬了15万多人的生命，让人类再次感到海啸的恐怖。海啸由地震引起海底隆起和下陷所致。海底突然变形，致使从海底到海面的海水整体发生大的涌动，形成海啸袭击沿岸地区。由于海啸是海水整体移动，因而和通常的大浪相比破坏力要大得多。受台风和低气压的影响，海面会掀起巨浪，虽然有时高达数米，但浪幅有限，由数米到数百米，因此冲击岸边的海水量也有限。而海啸就不同了，虽然海啸在遥远的海面只有数厘米至数米高，但由于海面隆起的范围大，有时海啸的宽幅达数百公里，这种巨大的“水块”产生的破坏力非常巨大，严重危害岸上的建筑物和人的生命。据日本秋田大学副教授松富英夫调查，这次印度洋大海啸在泰国沿岸把一艘50吨重的船从海边推到岸上1.2公里远的地方。从有关数据来看，海啸高达2米，木制房屋会瞬间遭到破坏；海啸高达20米以上，钢筋水泥建筑物也难以招架。
海啸的特征之一是速度快，地震发生的地方海水越深，海啸速度越快。日本产业技术综合研究所活断层研究中心负责人佐竹健治说：“海水越深，因海底变动涌动的水量越多，因而形成海啸之后在海面移动的速度也越快。如果发生地震的地方水深为5000米，海啸和喷气机速度差不多，每小时可达800公里，移动到水深10米的地方，时速放慢，变为40公里。由于前浪减速，后浪推过来发生重叠，因此海啸到岸边波浪升高，如果沿岸海底地形呈v字形，海啸掀起的海浪会更高。”
在遥远的海面移动时不为人注意，以迅猛的速度接近陆地，达到海岸时突然形成巨大的水墙，这就是海啸，人们发现它时再逃为时已晚，因此，有关专家告诫人们，一旦发生地震要马上离开海岸，到高处安全的地方
当地地震局测量到的规模为6.8，但香港、中国大陆及美国量度规模8.6，其后美国全国地震情报中心修正规模为9.0，此差距可能导因于测量误差。这是自1964年阿拉斯加耶稣受难日地震以来最强的地震，也是1900年以来规模第二大的地震。历史上最强的地震是1960年的智利大地震，震级为地震矩规模9.5。
震源位于3°19′N95°51.24′E，苏门答腊岛西160千米，水下30公里深处。这里是"太平洋地震带"的地震频发区域。地震本身（排除海啸）传遍到孟加拉、印度、马来西亚、缅甸、新加坡和泰国。
此外，中国科技大学地震学家倪四道领导的团队，也侦测发现，南亚大地震持续达500秒，智利大地震则只有340秒。科学研究报告指出，2004年南亚大地震，将海洋板块由苏门答腊往北切出长达1600公里的裂缝，是原先预估的4倍。
美国西北大学地理学家史坦因和欧卡尔表示，由于地震释放出强大压力，理论上，此区域在400年内都不会再出现相同震度的地震，或是海啸。然而在印度洋南部，又是另一个故事。在2005年苏门答腊地震和2007年苏门答腊地震前，这群科学家即已精准的预测，此区域仍有发生大地震和海啸的机率。
9.0级地震释放的能量超过了美国一个月所消耗能量的总和，或是伊莎贝尔飓风持续70日所释放的能量。每单位的里氏地震矩代表31.6层地层褶曲释放的能量，相差两级就相差1000倍以上。一级地震释放的能量相对于6盎司TNT炸药；9.0级地震大约相当于7.5颗美国最大的核弹（约2500万吨）头释放的能量来源请求。借由质能公式推算得知9级地震的能量相当于1000kg(2200磅)物质内部的能量(相当于反物质中和)，它足以为地球上的每个人煮沸10000升的水。
释放的能量对地球自转仍然是影响甚微的，虽然没有精确数据，但在理论模型上这次地震可能使地球上的一日缩短了3微秒。无论如何，因为月球的潮汐作用每年会使地球一日增长15µs，所以这次地震对地球的自转影响很快就可抵消。同样的，这次地震也可能导致地轴"摇摆"2.5cm(1英寸)。不管怎样，原来就有的钱德勒摇摆有时可以达到15米。
依据一个广泛采用的地震模型，苏门答腊西南方的一些小岛已经向西南移动了20m(66英尺)。苏门答腊北部顶端位于缅甸平原(南边是苏门答腊平原)的地区可能也向西南方移动了36m(118英尺)。无论如何，其他的地震模型则认为移动是垂直方向的而非水平向的。
安达曼岛在稍后的几小时里报道了有在里氏震级5.7至6.3的大量余震发生。在尼科巴群岛也有类似报告，其中有两次余震震级达到了里氏7.3级南极洲附近的麦觉理岛(MacquarieIsland)附近的无人居住区在本次地震三天前发生了里氏8.1的地震。
中国云南楚雄和双柏间也发生里氏5.0地震。
事发地点位于旅游热点附近，加上正值圣诞节的旅游旺季，受灾地区众集了大量的本地居民和旅游者；很多旅客成了这次灾难的受害者。地震引发巨大的海啸席卷了印度洋沿岸地区，但在太平洋沿岸，只看到海平面的轻微起伏。
此次地震和海啸已导致超过29.2万人罹难(已证实)，当中三分一是儿童。不过由于受灾地方的卫生水平有限，估计证实死亡人数还会上升，尤其是儿童的死亡数字，因为他们对可能发生的疫症的抵抗力较低。另外，海啸把很多在海边工作的当地人和在沙滩享受假期的旅客卷到海底，因此这次地震导致不少人失踪。
此次海啸的波及范围达到6个时区之广，仅次于1960年智利大地震所引起的海啸。肯尼亚、索马里(东三区)、毛里求斯、法属留尼汪、塞舌尔(东四区)、马尔代夫(东五区)、印度(印度半时区)、孟加拉国、斯里兰卡(东六区)、缅甸、澳属科科斯(基灵)群岛(缅甸半时区)、印度尼西亚(西部)、泰国(东七区)、马来西亚和新加坡都遭遇了海啸的冲击，导致不同程度的人命伤亡和经济损失。海啸袭击各地的时间详见由美国地质调查所(USGS)制作的列表。
印度洋和大西洋都尚未像太平洋般有地区性的海啸预警系统。在太平洋，一系列的感应器已经连接到监察中心，所以当地媒体可以警告民众在海啸到达之前到高地避难。这个系统在1965年，因为1964年9.2海震带来的海啸而建立的。泰国是太平洋海啸预警系统的成员，但是她带有感应器的浮标都设在东岸。一个在震中南面的监测站侦测到一个英尺高的海啸移住澳大利亚的方向。然而，在考丽玛省曼萨尼约市，测量出海啸造成的2.6米海浪却向着墨西哥推进。美国地质调查所认为如果区内已建立监测和预警系统，可以减少人命损失，尤其是像斯里兰卡和印度等有在初次地震后有三个小时或者更多的时间疏散的地区。再者，在太平洋已知有机会发生海啸的情况下，退潮令人意识到巨浪将至。在印度洋地区，这次罕见现象已经通报给到包括海岸观光的游客在内的人参考。除此之外，印度和斯里兰卡关于地震的研究进程过慢导致过迟发出警告。在这次地震之后，印度政府决定安装有关仪器预警将来发生的海啸和结合其他国家分享海啸情报。马来西亚政府亦打算与区内国家一起建立一套海啸预警系统。
不少专家都指出，这次大地震引起的海啸所做成的巨大伤亡，与当地的环境保护策略分不开。举例说：这次受灾打击最严重的两个地区泰国和斯里兰卡，都有因为过度开发而破坏海岸生态的记录。泰国的布吉为了发展旅游业，而把海岸的红树林砍伐，开发成度假区，而多年前因为拍摄电影《迷幻沙滩》而做成PP岛严重破坏的生态，破坏最为严重；而斯里兰卡因为过度开发而导致水灾，但由于修复工作未能在海啸前完成，结果对当地做成双重打击。不断受飓风威胁的孟加拉，由于风灾过后当地重新防风林及回复海岸生态，使海岸得到珊瑚礁及红树林的保护，从而减轻当地所受到的损害。为防范将来可能发生的大地震，泰国当局已在各个重灾区重新种植百多棵大树，以希望卸去地震带来的海啸所造成的冲击，从而减轻损害。