地震發生在小年夜清晨3時57分，震央在高雄市美濃，深度16.7公里，芮氏規模6.4，能量相當於兩顆原子彈。台南有多棟大樓因共振效應倒塌。
財團法人國家地震工程研究中心主任張國鎮指出，台南災情較重，可能原因是地震的破裂帶屬東西向而非南北向，加上「場址效應」，即東西向的震波從美濃傳遞到台南時，遇到土壤較軟的沖積層，震波被放大、週期拉長、震動時間較久，構成對建物較不利因素，因此高樓或低矮樓房出現共振現象，甚至倒塌。
張國鎮說，從目前得知的資料來看，災區房屋倒塌還是跟建築結構系統不良有關，例如施工品質不佳，反而跟土壤液化的關聯性不大。他強調，不管高樓或低矮樓房，目前法規都要求能承受至少規模6的地震而不會倒塌，由於災區的震動規模都小於法規的耐震標準，理論上不應該有房屋倒塌。
張國鎮提醒，未來一週災區仍可能有規模4左右的餘震發生，加上西部地區沖積層地形較多、土壤較軟，長週期的震波會比較明顯，民眾須特別留意。
中央大學地球科學系教授馬國鳳表示，南部地區的斷層密度是全台灣最高的，一旦在人口稠密區發生地震，災情也會相對嚴重，提醒民眾應做好防震準備。