溶洞的形成是石灰巖地區地下水長期溶蝕的結果，石灰巖溶洞燈光設計里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用能轉化為微溶性的碳酸氫鈣。由于石灰巖層各部分含石灰質的量多少不同，被侵蝕的程度不同，就逐漸被溶解分割成互不相依、千姿百態、陡峭秀麗的山峰和奇異景觀的溶洞。如聞名于世的桂林溶洞、北京石花洞，就是由于水和二氧化碳的緩慢侵蝕而創造出來的杰作。溶有碳酸氫鈣的水，當從溶洞頂滴到洞底時，由于水分蒸發或壓強減少，以及溫度的變化都會使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣的沉淀。這些沉淀經過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。如果溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂上滴落，隨著水分和二氧化碳的揮發，則析出的碳酸鈣就會積聚成鐘乳石、石幔、石花。洞頂的鐘乳石與地面的石筍連接起來了，就會形成奇特的石柱。

1）地表水沿灰巖內的節理面或裂隙面等發生溶蝕，形成溶溝（或溶槽），原先成層分布的石灰巖被溶溝分開成石柱或石筍。

2）地表水沿灰巖裂縫向下滲流和溶蝕，超過100m深后形成落水洞。

3）從落水洞下落的地下水到含水層后發生橫向流動，形成溶洞。

4）隨地下洞穴的形成地表發生塌陷，塌陷的深度大面積小，稱坍陷漏斗，深度小面積大則稱陷塘。

5）地下水的溶蝕與塌陷作用長期相結合地作用，形成坡立谷和天生橋。

6）地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蝕作用在舊日的溶洞和地下河之下繼續進行。云南路南的石林是上述第一階段（溶溝階段）的產物，這里的自然風光因阿詩瑪姑娘的動人傳說而變得溶洞燈光設計格外旖旎。桂林的象鼻山，則是原地下河道出露地表形成的。在廣西境內，經常可看到這種抬升到地表以上的溶洞，俗稱“神女鏡”或“仙女鏡”。