溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞，由此形成的地貌一般称为喀斯特地貌。

洞里宽的地方像广场，窄的地方像长廊，高的地方有30米高，整个洞平面上迂回曲折，垂向上可分出三层。雨季，整个洞内都有流水，成为地下河流在坡折处河水跌落，形成瀑布；旱季，局部地区有水，成地下湖泊，可能还有积水很深的潭，不妨称之为无底潭。世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亚山脉的猛犸洞，位于肯塔基州境内，洞深64千米，所有的岔洞连起来的总长度达250千米。