地震が発生すると地震波のP波（縦波、初期微動）とS波（横波、主要動）が同時に発生します。
P波はS波より約1.7倍速いので、この速度差を利用して大きな揺れ（S波）の到達時間を予測するものが緊急地震速報の原理です。日本全国に設けられた約1,000箇所の地震計のうち、震源に最も近い地震計で捉えた地震波（P波）を解析し、瞬時に地震の規模（マグニチュード）および震源位置を求め、各地における震度や主要動（S波）の到達時間を推定して、受信者に配信します。