明治の地震と昭和の地震は、ともに太平洋プレートが陸側のプレートの下にまさに沈み込みを行おうとする日本海溝付近で発生した。これまでの研究の結果、明治の地震は逆断層型のプレート間地震、昭和の地震は太平洋プレート内で発生した正断層型の地震であると考えられている。どちらの地震も、地震を感じてから約３０分〜４０分後に大きな津波が来襲し、太平洋沿岸部を中心として、明治の地震では２６，３６０名{１４}、昭和の地震では ３，０６４名の死者{１５}が報告されるなど、家屋・船舶などを含めて非常に大きな被害が生じた（図４−６、図４−７）。
津波の高さは、２つの地震とも、現在の岩手県三陸町綾里で最大となった。明治の地震の津波の高さは３８．２ｍで、これは明治以降に日本付近で記録された津波の高さの最大である（図４−８）。昭和の地震の津波の高さも２３．０ｍと大きなものであった（図４−９）。明治の地震は、地震動はあまり大きくなく、最大でも震度４程度であった（図４−１０）とされているが、津波の高さは非常に高く、通常の地震より断層がゆっくりとずれる津波地震であったと考えられている。昭和の地震は、明治の地震より地震動が強く、太平洋の沿岸地域を中心に震度５が観測され、壁の亀裂、崖崩れなどの被害が生じた（図４−１１）。
余震活動を見ると、明治の地震では、本震の次の日の６月１６日に２つのＭ７．５の地震が発生しており、これらが最大の余震であった（図４−１２）。昭和の地震では、本震の約３時間後にＭ６．８の最大余震が発生しており、本震発生後約半年間にＭ５以上の余震は７７回観測された（図４−１３）。