地震前，在自然界发生的与地震有关的异常现象，我们称之为地震前兆，它包括微观前兆和宏观前兆两大类。常见的地震前兆现象有：(1)地震活动异常；(2)地震波速度变化；(3)地壳变形；(4)地下水异常变化；(5)地下水中氡气含量或其它化学成分的变化；(6)地应力变化；(7)地电变化；(8)地磁变化；(9)重力异常；(10)动物异常；(11)地声；(12)地光；(13)地温异常等等。当然，上述这些异常变化都是很复杂的,往往并不一定是由地震引起的。例如地下水位的升降就与降雨、干旱、人为抽水和灌溉有并。再如动物异常往往与天气变化、饲养条件的改变、生存条件的变化以及动物本身的生理状态变化等等有关。因此，我们必须在首先识别出这些变化原因的基础上，再来考虑是否与地震有关。
地震前动物的主要异常反应大震前，飞禽走兽、家畜家禽、爬行动物、穴居动物和水生动物往往会有不同程度的异常反应。大震前动物异常表现有情绪烦燥、惊慌不安；或是高飞乱跳、狂奔乱叫；或是萎靡不振、迟迟不进窝等。动物异常观测对地震预报具有一定的意义。震区群众总结出这样的谚语：震前动物有预兆，抗震防灾要搞好。牛羊驴马不进圈，老鼠搬家往外逃；鸡飞上树猪拱圈，鸭不下水狗狂叫；兔子竖耳蹦又撞，鸽子惊飞不回巢；冬眠长蛇早出洞，鱼儿惊惶水面跳。家家户户要观察，综合异常做预报。动物震前异常反应的主要特点(1)发生动物异常的前兆时间分布：大量震前动物异常的时间分布主要集中在地震的前几天到震前几小时。(2)震前动物异常地区分布特点：一般地说，一个7级地震前的动物异常反应范围可达一、二百甚至数百公里。震级大，其异常分布范围也大；震级越小，异常的范围也越小。(3)震前动物异常与震级的关系：随着地震震级增大，动物异常的种类、数量、分布地区和反应的强烈程度都有相应的增加。一般说来，3级左右的地震前，个别动物出现异常反应。5级左右的地震前，在一定的地区范围内，常见动物会出现较为明显的异常。7级左右的强烈地震前，较大地区范围内，许多动物出现大量的强烈异常。动物异常反应与烈度的分布关系明显。烈度越高的地区，异常反应量越大。对动物异常情况进行观察的方法动物异常观察点应选在地震活动重点监视区域，选择周围环境安静，干扰和污染比较少的地点。观察点可设在动物园、气象站，有一定规模的饲养场和养殖场；最好与其它的前兆手段观测点合设或地点相近，便于资料的综合分析。观察动物的选择要注意来源方便与经济；普遍多见又易于观察的动物，如家鼠、泥鳅、鲶鱼、蛇、家鸽、鹦鹉和马、羊、猪、狗、鸡等家禽家畜等。圈养动物可作定点定时观察，并记录动物的行为活动、水温、气压环境变化等。条件不允许时，也可采取早、午、晚各观察一次或随时观察，并做详细记录。对于野生动物可作定线观察，早、午、晚定时各一次，记录所见到的各种动物的种类、数量和天气状况。观察结果要做到定时上报汇总，及时作出时——空分布图，进行综合分析。
地震发生前有些动物会有异常表现
震前地下水的异常现象大震前，地下含水层在构造变动中受到强烈挤压，从而破坏了地表附近的含水层的状态，使地下水重新分布，造成有的区域水位上升，有些区域水位下降。水中化学物质成分的改变，使有些地下水出现水味变异颜色改变，出现水面浮“油花”，打旋冒气泡等。地下水位和水化学成份的震前异常，在活动断层及其附近地区地区比较明显，极震区更常集中出现。灾区群众说：井水是个宝，前兆来得早。无雨泉水浑，天干井水冒；水位升降大，翻花冒气泡；有的变颜色，有的变味道。天变雨要到，水变地要闹 。
地下水有时也会出现异常
震前的地声不少大震震前数小时至数分钟，少数在震前几天，会产生地声从地下传出。有的如飞机的“嗡嗡”声；有的似狂风呼啸；有的象汽车驶过；有的宛如远处闷雷；有的恰似开山放炮，地震带地声的分布很广，高烈度区更为突出。按灾区群众经验说根据地声的特点，能够判断出地震的大小和震中的方向，“大震声发沉，小震声音发尖；响的声音长，地震在远方；响的声音短，地震在近旁。”
地震前自然界出现的与地震孕育有关的现象称为地震前兆、我国古代人民在长期实践中，早就开始认识到地震是有前兆的，并留下了丰富的关于地震前兆的记载。例如：1739年宁夏银川地震以后，有人就总结出地震与井水变化、动物不安、震前地下发声、天气反常现象之间可能存在某些联系。
古书《隆德县志》上出记载了古人总结的六种地震前兆现象。现代地震科学的深入研究表明，地震之前确实存在多种多样的前兆现象。地震前兆分为宏观前兆和微观前兆。
1.地震的宏观前兆
人的感官能直接觉察到地震前兆称为地震的宏观前兆，简称宏观前兆。比较常见的有，井水陡涨陡落、变色变味、翻花冒泡、温度升降，泉水流量的突然变化，温泉水温的突然变化，动物的习性异常，临震前的地声和地光等。
—旦发现异常的自然现象，不要轻易作出马上发生地震的结论，更不要惊慌失措，而应当弄清异常现象出现的时间、地点和有关情况，保护好现场，向地震部门或政府报告，让地震部门的专业人员调查核实弄清事情的真相。
2.地震的微观前兆
人的感官无法觉察，只有用专门的仪器才能测量到的地震前兆称为地震的微观前兆，简称微观前兆，主要包括以下几类：
地震活动异常。大小地震之间有一定的关系。大地震虽然不多，中小地震却不少，研究中小地震活动的特点。有可能帮助人们预测未来大震的发生。
地形变异常。大地震发生前，震中附近地区的地壳可能发生微小的形变，某些断层两侧的岩层可能出现微小的位移，借助于精密的仪器，可以测出这种十分微弱的变化，分析这些资料，可以帮助人们预测未来大震的发生。
地球物理变化。在地震孕育过程中，震源区及其周围岩石的物理性质可能出现—些变化，利用精密仪器测定不同地区重力、地电和地磁的变化，也可以帮助人们预测地震。
地下流体的变化。地下水(井水、泉水、地下层中所含的水)、石油和天然气、地下岩层中还可能产和贮存一些其它气体，这些都是地下流体。用仪器测地下流体的化学成份和某些物理量，研究它们的变化可以帮助人们预测地震。
3.地震观测台网
要捕捉地震的微观前兆，就必须建立覆盖面积地区的地震观测台网，进行长时间的精密观测。
地震是极其复杂的一种自然现象，即使在科学技术十分发达的今天，也很难做到准确预测和预报，在科技不发达的古代则更加困难。翻检史籍，有很多专门记载地震现象的五行、祥异等门类，保存了古人对地震前兆的认识及对地震预兆认识的若干总结，其中也不乏科学的成分。
征兆之一：天象变化
古人往往将天象变化看成是地震的前兆，以日食现象最多，且多在两汉时期，愈至近世愈少。如《汉书》卷10《成帝纪第十》、卷27《五行志》，均记录了建始三年（前30年）日食之后的地震，说“冬十二月戊申朔，日有食之。夜，地震未央宫殿中”。为此，成帝诏令公卿等各思其执政过失，并令二千石及内郡国举贤良方正能直言极谏之士，谏言举过。在卷75《翼奉传》中，翼奉还引《小雅・十月之交篇》强调日食后必会发生地震，说“知日蚀地震之效昭然可明，犹巢居知风，穴处知雨”，并认为“天变见于星气日食，地变见于奇物震动”。在《后汉书》卷5《孝安帝纪》中也载有东汉永初五年（111年）春正月丙戌，“郡国十地震”的前兆是：庚辰朔，日有食之。同书卷62《荀淑传》也说梁太后执政后，有日食地震之变，遂诏公卿举贤良方正对策。直到明代，日食后伴随地震的记载虽然相对减少了，但也仍见零星记载，如《明史》卷180《李森列传》有“明年夏，日食，琼山县地震”。
当然，直接视星相变化为地震前兆的记载也不少。如《晋书》卷118《姚兴载记》第十八下记载：义熙年间，“客星入东井，所在地震，前后一百五十六”。于是，公卿抗表请罪，但被姚兴否定。姚兴认为“灾谴之来，咎在元首；近代或归罪三公，甚无谓也”。在历代五行志中，记录了个别星象变化与地震的联系，如《宋史》卷49《天文志》记载：“彗、孛犯之，地震。”《虞乡县志》卷十《旧闻考》载，清同治元年（1862年）七月十五日夜，陨星如雨，继而地震，而且连震不断，“十月初七日，地震，十一月初七日，又震”。
关于星变与地震之间的关系，《明史》卷236《金士衡传》也有记载,尽管所载是在讥讽万历年间的政治昏暗，但是，对甘肃地震前四处灾异频发的情况作了详细综合记载，既反映了时人对异常灾异现象的认识程度，也保存了灾异发生呈连锁反应的珍贵资料。金士衡疏曰：“往者湖广冰雹，顺天昼晦，丰润地陷，四川星变，辽东天鼓震，山东、山西则牛妖，人妖，今甘肃天鸣地裂，山崩川竭矣。”并直言神宗“明知乱征，而泄泄从事，是以天下戏也”。从清人王弘祚对星变与地震关系的论述，也可窥见为什么时人把星变与地震联系在一起的原因。人们认为星变与地震与官场治政是密接相连的，认为治理有序，政治清明，就可以预防或消弭地震。于是，当康熙四年（1665年）清廷因“星变地震，求直言”时，王弘祚旋即疏言：“异星见，天失其常。地震，地失其常。挽回天地之变，首在率循人事之常。”康熙十八年（1679年）七月二十八日,京师大地震,魏象枢与副都御史施维翰也上疏陈述一个同样的道理。言：“地道，臣也。臣失职，地为之不宁，请罪臣以回天变。”
