溶洞的形成是一箇長期的地質過程，主要發生在石灰岩地區。石灰岩的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），當它遇到含有二氧化碳（CO2）的水時，會發生化學反應，生成可溶性的碳酸氫鈣（Ca(HCO3)2）。這個反應可以表示爲：
\[ \text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca}(\text{HCO}_3)_2 \]
隨着時間的推移，水中的碳酸氫鈣會因爲溫度變化、壓力減少或二氧化碳的逸出而分解，重新形成碳酸鈣並沉積下來。這個過程會導致石灰岩逐漸被溶解分割成互不相依的山峯和溶洞。溶洞中的各種景觀，如鐘乳石、石筍等，也是由這個過程逐漸形成的。這些景觀通常被稱爲喀斯特地貌，而溶洞的形成過程被稱爲喀斯特作用。
地下水中的碳酸鈣和其他礦物質會溶解在水中，形成碳酸氫鈣和碳酸氫鎂等物質，這些物質在水中會發生化學反應，產生二氧化碳氣體和水。當地下水的流速和壓力達到一定程度時，這些化學反應就會加速，導致地下水中的碳酸氫鈣和碳酸氫鎂等物質不斷地溶解，形成溶洞。
總結來說，溶洞是由地下水長期溶蝕石灰岩，以及水中的碳酸鈣和其他礦物質發生化學反應，形成碳酸氫鈣並逐漸沉積的過程所形成的地下空間。這個過程可以創造出千姿百態、陡峭秀麗的山峯和奇異景觀的溶洞，以及石鐘乳、石筍、石柱等自然景觀。