地震の発生直後に、震源に近い観測点の地震計で捉えられた地震波のデータを解析して震源の位置や地震の規模（マグニチュード） を直ちに推定し、これに基づいて各地での主要動の到達時刻や震度を推定し、可能な限り素早く知らせるものである。[2] ⇒実際の地震時におけるPC端末での受信画面（「高度利用者向け」の事例）。
主要動到達前のわずかな時間を適切に活用できれば地震災害の軽減に役立つものと期待されている。しかし、速報が主要動の到達に間に合わない場合がある[3]ほか、誤報のリスクや伝達速度などの技術的な問題もある。
2006年8月1日より試験的・限定的な発表が行われてきたが、2007年10月1日の「一般向け」速報の提供開始が決定されたことを受け、提供開始直前まで広報手段について調整が行われた。2008年現在、速報に関する諸問題（問題点参照）を考慮しながら、テレビを皮切りに、「一般向け」速報が順次拡大しつつある。また、個人においても法人などにおいても、導入の可否はそれぞれの判断に任せられており、義務化の予定はない。
開発の歴史
1990年代後半 兵庫県南部地震などを契機に高感度地震観測網( ⇒Hi-net)の整備が決定。高感度の地震計が日本各地に設置され始める。この観測網から得られたデータにより研究が進み、通信技術が大きく発達したことでこれらを応用した速報的な地震情報の提供が検討され始める。
2003年4月 文部科学省、気象庁、防災科学技術研究所にて、リアルタイム地震情報の伝達が実用的に行えるようにすることを目的としたリーディングプロジェクト「 ⇒高度即時的地震情報伝達網実用化プロジェクト」を開始。平成19年度までに「リアルタイム地震情報（防災科学技術研究所）」と「ナウキャスト地震情報（気象庁）」を実用化に向けて統合し、地震情報を高速・高度化、迅速で正確な伝達手法の開発を目指すもの。
2004年2月 気象庁の「ナウキャスト地震情報」と防災科学技術研究所の「リアルタイム地震情報」を統合、「緊急地震速報」へと改編。
2004年2月25日 行政機関、交通、報道、通信などで希望する機関に対し緊急地震速報の試験運用を開始。対象は、九州東岸から関東までの地域。
2005年3月30日 試験運用の対象地域を東北から北海道までの太平洋岸に拡大。
2005年6月8日 試験運用のデータ提供元に防災科学技術研究所の地震計が加わり、対象地域は日本のほぼ全域に拡大。
2006年8月1日 希望する企業などに対して、先行的な提供を開始。
2007年10月1日 この日の9:00(JST) から「一般向け」速報を導入。テレビ放送や一部の公共施設などでも速報が導入された。
2007年12月1日 この日施行の気象業務法改正で、緊急地震速報が予報および警報として位置づけられた。下記「法的な位置付け」を参照。
気象業務法の2007年12月1日施行の改正で、緊急地震速報は地震動の予報・警報に位置づけられ[4]、他の予報・警報と同じく気象庁に義務づけられている（第十三条）[5]。
気象庁の発表では、名称「緊急地震速報」を警報に用い、区別には「緊急地震速報（警報）」「緊急地震速報（予報）」を用いる。[4]
地震動警報・予報の区分（気象庁資料[4]による。）地震動警報: 推定最大震度5弱以上で発表。強い揺れが予想される地域に対し、地震動により重大な災害が起こるおそれのある旨を警告。地震動予報: 推定最大震度3以上または推定マグニチュード3.5以上で発表。
「一般向け」緊急地震速報は地震動警報に該当し、また、「高度利用者向け」でも「一般向け」の基準を満たすものが生じると、その一連の続報を含めて警報扱いである。[4][2]
気象庁以外の者は、原則として地震動警報を発表できず（同法第二十三条）、また地震動予報の業務を行うには気象庁長官の許可が必要である（第十七条）。[5]
気象庁は、許可事業者の地震動「予報」発表にあたっては、気象庁による「警報」との区別を利用者に周知すべきだとしている。[4]
なお、「警報」ついては、気象庁は「政令の定めるところにより、直ちにその警報事項を警察庁、国土交通省、海上保安庁、都道府県、東日本電信電話株式会社、西日本電信電話株式会社又は日本放送協会の機関に通知しなければならない」（第十五条）と規定されている。[5]
地震では初期微動でのP波と呼ばれる小さな揺れ（縦波）と主要動でのS波と呼ばれる大きな揺れ（横波）が同時に発生する。P波とS波とは伝搬速度が異なり、P波は毎秒約7km、S波は毎秒約4kmの速さで伝わる。この伝搬速度差を利用して、震源に近い地点におけるP波の観測に基づき、後から来るS波の伝播を時系列的に予測し、震源からある程度以上（P波とS波の時間差が充分に開くほど）離れた地点に対しては、その到達前に予測を発表することができる。
緊急地震速報は秒単位を争う情報であるため、その処理や伝達における遅延を極力少なくして主要動が到達するまでの時間を少しでも長くとる必要があり、配信システムやネットワークなどに高速化のための工夫がされている。
地震動（初期微動や主要動など）の情報は、気象庁の約200と防災科学技術研究所の約800の合わせて全国約1,000箇所に設置されている地震計を利用している。それぞれの地震計から、地震波形データをリアルタイムで気象庁に集計し、これを解析・処理して同庁から発表される緊急地震速報は、気象業務支援センターを経由して利用者へ配信される。また、これら直接の利用者から末端のユーザーへの二次配信が行われることもある。
配信された情報は分かりやすい情報となって映像や音声として表示されるが、様々な形態がある。