溶洞的形成是石灰岩地區地下水長期溶蝕的結果，石灰岩裏不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用能轉化爲微溶性的碳酸氫鈣。由於石灰岩層各部分含石灰質多少不同，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、陡峭秀麗的山峯和奇異景觀的溶洞，由此形成的地貌一般稱爲喀斯特地貌。
洞裏寬的地方像廣場，窄的地方像長廊，高的地方有30米高，整個洞平面上迂迴曲折，垂向上可分出三層。雨季，整個洞內都有流水，成爲地下河流在坡折處河水跌落，形成瀑布；旱季，局部地區有水，成地下湖泊，可能還有積水很深的潭，不妨稱之爲無底潭。世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亞山脈的猛獁洞，位於肯塔基州境內，洞深64千米，所有的岔洞連起來的總長度達250千米。
