지진
지진은 지구 내부의 에너지가 축적되어 암석의 파열이 일어나는 한계를 넘어설 때 일어나는데, 그 발생 장소를 진원역(震源域)이라 한다. 대규모의 지진일수록 진원역이 확대되어 수백 km에 이르는 경우도 있다. 진원역에서의 파괴는 한순간에 전체가 파괴되는 것이 아니라 한 점에서 시작되어 일정한 속도로 퍼져 나가는데, 파괴가 최초로 시작된 점이 진원(震源, focus)이며 대개 진원역 가장자리에 있다.
도호쿠 지방 태평양 해역 지진
일본의 여러 연구자들은 본진이 일어나기 전, 장기적 지진 횟수의 감소와 단기적 지진 횟수의 감소 모두가 일어난 것이 보여졌음을 증명했다. 이 지역에서 지진의 공백화 이후 아래의 전진 활동이 일어났다.본진이 일어나기 이틀 전인 2011년 3월 9일 수요일 오전 11시 45분(본진 51시간 전), 본진 진원 북동쪽 50km 북위 38도 19.7분, 동경 143도 16.7분의 깊이 8km 지점에 규모 M7.3의 산리쿠 해역 지진이 일어났다. 전진으로 미야기 현 구리하라 시, 도메 시, 미사토 정에서 최대진도 5약의 진동을 관측하였으며 아오모리 현-후쿠시마 현을 잇는 지역 태평양 연안에 쓰나미 주의보가 발표되어 오후나토 시에서 최대높이 55cm의 지진해일이 닥쳤다. 다음날인 3월 10일 오전 6시 23분에는 그 근처에서 당시에는 최대여진이라고 생각하던 규모 M6.8, 최대진도 4의 지진이 일어났다. 3월 11일 본진이 오기 전 당일에도 진도 1 이상의 여진이 계속 관측되었다. 본진 이후 일본 기상청은 3월 9일-11일의 지진 활동이 "전진 활동"이었을 가능성이 있다고 발표했다. 또한, 2011년 2월 13일서부터 3월 9일 전진 진원지와 거의 같은 곳에서 최대규모 M5.5의, 규모 M5대 지진이 산발적으로 계속 일어났던 것으로 밝혀졌다.