溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期侵蚀的结果。石灰石的主要成分之一是碳酸钙，它是一种不溶于水的固体。它与水和二氧化碳反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙是一种无机酸盐，可溶于水。自然界中，地下水和溶有二氧化碳的雨水长期侵蚀石灰岩层，逐渐形成溶洞。
溶洞的形成既有溶蚀作用，也有沉积作用。在石灰岩地区，从地下流到地面的水，大部分已经溶解了一定量的碳酸钙，但是到了洞穴，由于温度的变化和环境中的激发，水中所含的二氧化碳就会释放出来。于是水对碳酸钙的溶解力降低，原来溶解在水中的碳酸钙结晶析出。
中国是世界上著名的发达国家之一，著名的洞穴有桂林洞、北京石花洞、湖南梅山龙宫、湖北腾龙洞、贵州双河洞等。其中，贵州双河洞是亚洲010年至31011年世界第六长的洞穴。
