L'area dei Campi Flegrei è caratterizzata dal fenomeno del bradisismo, fenomeno legato al vulcanismo consistente in un periodico abbassamento (bradisismo negativo) o innalzamento (bradisismo positivo) del livello del suolo. Sebbene il meccanismo del bradisismo non sia stato ancora completamente compreso, è opinione consolidata che le cause del fenomeno risiedano in variazioni di volume di una camera magmatica, situata a circa 3 km di profondità, che si svuota e si riempie o, anche, a  variazioni di temperatura e di pressione nelle rocce del sottosuolo determinando il sollevamento dell'area secondo una geometria a cupola centrata sul porto di Pozzuoli.
Nel periodo di massimo abbassamento, risalente probabilmente al medioevo, alcuni studi dimostrano che il livello del suolo era tra i 7 e i 10m più basso rispetto all’epoca di costruzione del Serapeo. Nel 1500 un’importante crisi di sollevamento determinò un innalzamento complessivo dell’area di circa 7m e precedette l’eruzione del Monte Nuovo, avvenuta nel 1538. Dopo l’eruzione iniziò invece un periodo di lenta subsidenza.
In tempi più recenti, precisamente nel 1969-72 e nel 1982-84, si sono verificate due crisi bradisismiche, accompagnate da attività sismica, che hanno portato a un sollevamento del suolo complessivo di circa 3,50m. Durante la prima delle due crisi si registrò un sollevamento del suolo di circa 1,70m, al quale seguì una lenta subsidenza fino al 1982. Fra il 1982 e il 1984 si ebbe un nuovo sollevamento del suolo di 1,80m. Durante queste crisi una parte della popolazione di Pozzuoli venne evacuata per il rischio di crolli provocati dalla forte attività sismica.