溶洞的主要形成物質caco3碳酸鈣有這樣一種性質：當它遇到溶有co2的水時就會變成可溶性的碳酸氫鈣[ca(hco3)2] caco3+co2+h2o=ca(hco3)2 溶有碳酸氫鈣的水如果受熱或遇壓強突然變小時溶在水中的碳酸氫鈣就會分解，重新變成碳酸鈣沉積下來。同時放出二氧化碳。 ca(hco3)2 =caco3↓+co2↑+h2o 在自然界中不斷發生上述反應于是就形成了溶洞中的各種景觀。

溶洞的形成是石灰巖地區地下水長期溶蝕的結果，石灰巖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。