震級是表示地震能量大小的一個科學標度。1935年，美國地震學家裏克特首先創立震級概念和測定方法，他使用伍德—安德生式扭力擺地震儀，觀測美國加州南部1000公裏範圍內的地震。這種地震儀可以把地震波的振動放大2800倍。在距離震中100公裏的地方，當地震儀記錄下來的地震波水平平均振幅為1微米（即0001毫米）時，裏克特規定這樣大小的地震為零級地震；以它為標準推算比它大或比它小的其他地震的震級，稱為裏氏震級。因為裏克特觀測到的地震波是在地球內部向四麵八方傳播的地震縱波和橫波（統稱為地震體波），用它們測定的震級就叫做裏氏體波震級，用英文字母ML表示。
1945年，美國地震學家古登堡在觀測1000公裏範圍以外的遠地震時，發現地震波中振動周期20秒左右沿地表層傳播（不通過地球內部）的地震麵波最強烈。後來對於1000公裏以外地震的震級就用地震麵波來測定，因為其基本原理和方法仍然是裏克特創立的，所以這樣測定的震級稱為裏氏麵波震級，用英文字母MS來表示。
觀測分析和理論研究證明，震級與地震波類型、地震台地基條件、震源情況、地震波傳向地震台的方位、地震波傳播途中遇到的地質構造情況、地震台使用的地震儀類型及性能等因素密切相關。每次地震隻應該有一個震級數值，但由於各地的上述具體情況不同，國內外各地地震台測定的同一次地震震級數值就有差異。例如，1976年7月28日河北省唐山大地震，美國地震報告定為79級，美國地質調查所測定為82級，美國帕斯登納地震台測定為76級，美國帕默地震台測定為82級，美國檀香山地震台測定為80級，美國夏威夷地震台測定為81級，日本地震報告定為80級，日本長野地震台測定為75級，瑞典烏普薩拉地震台測定為81級，日本氣象廳測定為75～82級，原香港英國皇家地震台測定為80～82級，原蘇聯莫斯科地震台測定為77級等等，最大相差07級。由於唐山大地震很大，我國地震台使用的微震儀記錄全部超出限度，不能用來測定震級，隻能使用少數強震儀的記錄來測定，西安地震台測定為78級，蘭州地震台測定為77級，成都地震台測定為79級，渡口地震台測定為76級，最大相差僅03級。根據以上各地震台測定結果的平均數值，唐山大地震的震級即定為78級，這與用其他方法估算的結果基本相同。
各種震級可以通化為一個基本的物理量——地震波能量E。1956年，古登堡給出裏氏震級與地震波能量的關係，各級地震的地震波能量大致是：
震級相差1級，地震波能量相差31～32倍。最小的-79級地震與迄今觀測到的最大的95級地震，地震波能量相差100多億億億倍。全世界每年地震波釋放出來的總能量平均為約1018焦耳。1960年智利特大地震群的地震波能量超過1019焦耳，超過全世界年平均釋放的地震波能量的數十倍，相當於1945年美國投向日本廣島原子彈威力的5000萬倍，足以影響地球自轉速率、地極運動，激發地球的自由振蕩，所以地震那幾天，整個地球顫抖不已，太平洋的海水振蕩了一個星期之久，如此巨大的地震波能量，實際上還不到地震釋放總能量的1％。在震源處，絕大部分地震能量主要以熱能、機械能、化學能、電磁波能、位能、勢能等多種形式釋放轉換掉，但這些能量至今還無法直接測定。