تنوع سطح دریا در خلیج‌فارس، به‌طور قابل‌توجهی متفاوت است. روند بلندمدت خطی سطح دریا، میانگین حدود ۳ میلی‌متر در سال برای کل خلیج‌فارس است. خلیج‌فارس گرم‌ترین دریای جهان است و تغییر اقلیمی آن را گرم‌تر می‌کند. در سال‌های اخیر، دمای آب افزایش یافته است که به صخره‌های مرجانی خلیج‌فارس آسیب رسانده است. شوری در نواحی شمالی و شمال غربی دریای عرب افزایش یافته که به دلیل کاهش ژرفای آب خروجی خلیج‌فارس بوده است. نمک‌زدایی با آب‌شیرین‌کن‌ها نیز به افزایش شوری آب خلیج‌فارس کمک کرده است. سطح دریا در خلیج فارس، به‌ترتیب در فصول زمستان، بهار، تابستان و پاییز، به میزان ۲.۵ تا ۳.۵ میلی متر در سال افزایش یافته است. میزان افزایش از سال ۲۰۰۰ حتی بیشتر در حد ۳.۵ تا ۶ میلی‌متر در سال بوده است. آب‌های خلیج‌فارس در حال کاهش سطح اکسیژن خود نیز هستند.

زلزله‌های منطقۀ خلیج‌فارس در شمال پهنۀ آن و بیشتر در تنگۀ هرمز و سواحل و جزایر شمالی این دریا که متعلق به ایران هستند، رخ می‌دهند و گزارش می‌شوند. البته در سال‌های اخیر، لرزه‌خیزی از کشورهای کویت و قطر و امارات متحدۀ عربی و عمان هم به‌ویژه در مورد زلزله‌هایی با بزرگای ۴ تا ۵ گزارش شده‌اند. آیا تغییر اقلیمی می‌تواند بر وقوع زمین‌لرزه‌ها اثر  بگذارد، به‌نحوی که با تغییر در میزان تنش روی یک گسل، زلزله ایجاد شود؟ ‌به دلیل بار هیدرواستاتیکی ‌افزایش اندک، اما قابل‌توجه فشار بر روی گسل‌های زمین‌ساختی در زیرسطح زمین ایجاد می‌شوند. این امر بر چرخۀ زمین‌لرزه در تمام نقاط جهان که با آب دریا پوشیده شده، اثر می‌گذارد. علاوه‌بر این، مناطق ساحلی نیز در برابر اثرهای آبشاری زمین‌لرزه‌های شامل رانش زمین، سونامی و روان‌گرایی، آسیب‌پذیرتر می‌شوند.

نوسانات سطح دریا در حد فقط چند دسی‌متر برای ایجاد زمین‌لرزه کافی است. از سوی دیگر، زمین‌لرزه‌های کوچک حتی در حین تزریق آب برای استخراج نفت، گاز یا گرمای زمین‌گرمایی رخ می‌دهند و همچنین نوسانات لرزه‌خیزی ناشی از مخازن آب و جزرومدهای زمین نیز ثبت می‌شوند.  

افزایش خطر زلزله، ناشی از تغییر اقلیمی، به‌ویژه در مناطق ساحلی مشکل‌ساز است. بسیاری از نواحی فرورانش، جایی که یک ورقۀ زمین در زیر دیگری فرو می‌رود، محل گسل‌های در وضع بحرانی است. در این نواحی است که ۴۰ درصد از جمعیت جهان درحال‌حاضر در شهرهای بزرگ که به‌سرعت در حال رشد هستند، زندگی می‌کنند. مناطق شناخته‌شدۀ درمعرض‌خطر، عبارت‌اند از: سانفرانسیسکو و لس‌آنجلس، استانبول و توکیو-یوکوهاما و همچنین بسیاری از شهرهای در حال رشد در کشورهای درحال‌توسعه مانند پروژه‌های توسعۀ شهرهای جدید در سواحل خلیج‌فارس و سواحل مکران در جنوب شرق ایران. 

پیشنهادهایی برای ارزیابی کمی بهتر از اثرهای  لرزه‌ای مورد انتظار افزایش سطح دریا و اثرهای شدید اقلیمی شامل نظارت لرزه‌ای نواحی ساحلی در حاشیۀ خلیج‌فارس و دریای عمان است. خطر فزایندۀ لرزه‌ای ناشی از تغییر اقلیم که به مخاطرات و خطرات مستقیم شناخته‌شدۀ گرمایش جهانی می‌افزاید، نیاز به کاهش افزایش دمای جهانی انسان‌زا و سرمایه‌گذاری در نظارت بر زلزله و تاب‌آوری بیشتر زیرساخت‌ها را تقویت می‌کند.

برای مثال، داده‌های موجود نشان می‌دهد که ۴۸ درصد از زمین‌لرزه‌ها در منطقۀ هیمالیا در فصول خشک‌تر پیش از موسمی رخ می‌دهد . در مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۷ روی سیرا نوادا در سه ایالت آمریکا انجام شد، محققان دریافتند که دوره‌های متناوب خشکسالی و بارش شدید در واقع باعث شده که رشته‌کوه تقریباً دوونیم سانتی‌متر بالا آمده و سپس به نصف آن میزان کاهش می‌یابد؛ زیرا متعاقباً آب دوباره فضا را پر می‌کند. چنین تغییرات به‌طور بالقوه می‌تواند در گسل‌های داخل یا نزدیک محدوده احساس شود. 

دانشمندان تأکید می‌کنند که بیشتر فعالیت‌های لرزه‌ای ناشی از حذف تنش‌های آبی به‌عنوان چیزی که ریز لرزه‌خیزی نامیده می‌شود، زمین‌لرزه‌های کوچک و مکرر هستند، ولی به‌هرحال باید به احتمال وقوع زمین‌لرزه‌های شدید یا تسریع در زمان وقوع زلزله در گسل‌هایی که زمان گسیختگی آن‌ها فرا رسیده است، به‌ویژه در منطقۀ خلیج‌فارس و دریای عمان توجه کرد.