จากข้อมูลของกรมอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่นพบว่าแผ่นดินไหวมีขนาด 7.4 ลึก 57 กม. กรมสำรวจธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา ระบุว่าแผ่นดินไหวมีขนาด 7.3 ลึก 63.1 กม.[2]และได้มีแผ่นดินไหวนำขนาด 6.0 เกิดขึ้นก่อนในความลึก 48.1 กม.[5] แผ่นดินไหวนำสามารถวัดได้ขนาด 6.1 โดย JMA[4] สามารถบันทึกความเข้มข้นสูงสุดได้ ชินโด 5+[16]

แผ่นดินไหวครั้งนี้อยู่ในระดับตื้นเกิดจากรอยเลื่อนย้อนกลับที่ระดับความลึกประมาณ 57-63.1 กม. ในแผ่นแปซิฟิก[4] [17] USGS กล่าวเพิ่มเติมว่ากลไกของแผ่นดินไหวแบบย้อนกลับที่มีขนาดใกล้เคียงกันเป็นผลมาจากการแตกบนระนาบของรอยเลื่อนที่วัดได้ 55 กม. × 30 กม.[2] แบบจำลองรอยเลื่อนโดย USGS ระบุว่ารอยเลื่อนที่แตกมีพื้นที่เป็นรูปใข่ตั้งอยู่ที่ความลึก 50-70 กม. (40 × 20 ตร.กม.) ทำให้เกิดการลื่นไถลสูงสุด 1.9 เมตร[18]

แผ่นดินไหวครั้งนี้อาจเป็นแผ่นดินไหวตามจากแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิในโทโฮกุ พ.ศ. 2554 เจ้าหน้าที่จากกรมอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่นระบุว่าแผ่นดินไหวครั้งนี้มีจุดศูนย์กลางใกล้เคียงกับแผ่นดินไหวครั้งก่อนแผ่นดินไหวในจังหวัดฟูกูชิมะ พ.ศ. 2564ซึ่งเกิดในเดือนกุมภาพันธ์เช่นกัน และอาจมีความเกี่ยวข้องกันระหว่างเหตุการณ์ทั้งสอง ถึงแม้ว่าเหตุการณ์ในปี ค.ศ. 2021 เป็นแผ่นดินไหวตามแต่ช่วงเวลาที่ห่างจากปี 2011 มาก ทำให้การระบุว่าเป็นแผ่นดินไหวตามหรือไม่นั้นเป็นไปได้ยากมาก การพิจารณาว่าแผ่นดินไหวในปี 2022 เป็นแผ่นดินไหวตามหรือไม่นั้นก็เป็นเรื่องยากไม่ต่างกันเนื่องจากแผ่นดินไหวมีกลไกการเกิดรอยเลื่อนที่ต่างกัน[19] แผ่นดินไหวครั้งนี้ต่างจากเหตุการณ์ในปี 2011 โดยที่แผ่นดินไหวในครั้งนี้อาจจะมีการเกิดมาจากรอยเลื่อนใต้แผ่นแปซิฟิก ในขณะที่เหตุการณ์ในปี 2011 เกิดขึ้นที่บริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นแปซิฟิกและแผ่นโอค็อตสค์[20]

จาการประเมินจะเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.0–7.5 นอกชายฝั่งซันริกุทุก ๆ 40 ปี แม้หลังจากลำดับแผ่นดินไหวตามที่เกิดภายหลังแผ่นดินไหวใหญ่ในปี 2554 ได้สิ้นสุดลงแล้ว [17] ประมาณการก่อนเกิดแผ่นดินไหวมีโอกาส 60-70% ที่จะเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.0–7.5 อาจเกิดจากรอยเลื่อนที่แตกอยู่ภายในแผ่นแปซิฟิกและอยู่ใต้ภูมิภาคโทโฮกุ หลังการเกิดแผ่นดินไหวในปี 2554 โอกาสที่จะเกิดแผ่นดินไหวจากจุดกำเนิดที่ใกล้เคียงกันก็เพิ่มขึ้น[21]

นักแผ่นดินไหววิทยาระบุว่าแผ่นดินไหวครั้งนี้เป็นส่วนหนึ่งของเหตุการณ์สำคัญ 3 เหตุการณ์รวมกับแผ่นดินไหวในจังหวัดมิยางิ พ.ศ. 2554 และแผ่นดินไหวในจังหวัดฟูกูชิมะ พ.ศ. 2564 ศูนย์กลางของแผ่นดินไหวในปี 2022 เกิดขึ้นห่างเพียง 7 กม. จากทางตะวันตกเฉียงใต้ของแผ่นดินไหวในปี 2021 ในขณะที่แรงสั่นสะเทือนปี 2021 สั่นไปทางใต้ตามรอยเลื่อน 45 กม. แรงสั่นสะเทือนในปี 2022 สั่นไปทางเหนือตามรอยเลื่อนที่มีขนาดใหญ่เป็นสองเท่า การปลดปล่อยแรงสั่นสะเทือนทั้งสองครั้งถูกจัดประเภทเป็นแผ่นดินไหวคู่เนื่องจากตำแหน่งเวลาที่เกิดเหตุ และขนาดมีความใกล้เคียงกัน ช่องว่างแผ่นดินไหวในปี 2022 และแผ่นดินไหวในปี 2554 มีช่องว่างอยู่ การคาดคะเนจากการถ่ายโอนความเครียดคูลอมบ์คาดคะเนว่าพบว่าช่องว่างนอกชายฝั่งตอนกลางของมิยางิถูกสะสมพลังงานหนักขึ้นเรื่อย ๆ และเป็นแหล่งที่มีแนวโน้มว่าจะเกิดแผ่นดินไหวในอนาคต[22]

สถานีตรวจหาตำแหน่งของแผ่นดินไหวตั้งอยู่บริเวณทางตอนเหนือของเกาะฮนชูพบรอยเลื่อนที่เกิดจากกระบวนการแตกขนาดเล็กหลังเกิดแผ่นดินไหว สถานีตรวจวัดอิชิโนะมากิ และคาบสมุทรโอชิกะเคลื่อนไปทางทิศเหนือ 3 ซม. ในนครเซ็นไดและทางตอนเหนือของนครฟูกูชิมะเปลือกโลกเคลื่อนไปทางตะวันออก 1 ซม. ไปทางเดียวกันใกล้กับศูนย์กลางของแผ่นดินไหว ในขณะเดียวกันในตอนใต้เปลือกโลกเคลื่อนไปทางตะวันตกเฉียงใต้ 1 ซม.[23]