溶洞的形成是水對碳酸鹽巖溶蝕、侵蝕作用，重力崩塌作用溶洞景觀設計和水的搬運作用共同作用的結果。溶蝕作用是水中微弱的碳酸與碳酸鈣在一定的溫度和壓力條件下產生化學反應，形成溶解于水中的鈣離子和重碳酸根。此反應是可逆的，其條件就是溫度和壓力。侵蝕作用是水流動產生的機械能對巖石的破壞作用。

　　洞穴的發育和演化過程主要有以下幾個階段：首先是大氣降水沿巖石孔隙、裂隙、層面等滲入巖體，并對巖體進行溶蝕、擴大形成地下空洞；隨著空洞的逐漸擴大，水流匯集到洞中形成地下溪流或地下河；地下河形成后，在重力崩塌作用、地下河的溶蝕作用、侵蝕作用和搬運作用的共同作用下，使洞腔進一步地擴大；隨著地殼的抬升，潛水面下降。地下河及巖體中的其他水流向下滲漏，從而形成新的下層洞道，上、下兩層洞之間通常發育垂直洞穴將它們連接，從而形成完整的洞穴系統。

　　洞穴是人能進入的自然形成的地下空間，從成因上可劃分為喀斯特洞穴、侵蝕洞穴、熔巖洞穴和冰洞等。我們常見的洞穴是喀斯特洞穴，也稱溶洞。喀斯特洞穴主要發育在碳酸鹽巖中，碳酸鹽巖的主要成分是碳酸鈣和碳酸鈣、鎂。世界上出露的碳酸鹽巖約占陸地面積的20%，主要集中分布在中美洲、環地中海和中國西南。中國的碳酸鹽巖出露面積約為50萬平方千米。

　　前文提到，水中碳酸與碳酸鈣的化學溶洞景觀設計作用是一個可逆的反應。洞穴形成后，巖石中的水流在滲入洞中后，由于溫度和壓力的改變，水中的鈣離子濃度過大而產生逆向反應，即水中的鈣離子和重碳酸根反應生成水、二氧化碳和碳酸鈣。這些碳酸鈣在洞頂、洞壁和洞底等部位沉積下來，便形成了各種形態的鐘乳石。由于形成鐘乳石的水動力不同及其沉積部位的不同，形成了各種不同的類型，主要有：石鐘乳、石筍、石柱、鵝管、石旗、石盾、石簾、卷曲石、邊石、云盆、鈣板、穴珠、晶花等，以及它們的組合形態。