盆地的形成主要是由於地殼運動和地表外力的相互作用。地殼運動會導致地下的岩層受到擠壓或拉伸，從而變得彎曲或產生斷裂，這種地質作用會使部分岩石隆起，而其他部分則下降，當下降的部分被隆起的部分包圍時，盆地的雛形就形成了。
此外，一些盆地是在地表外力的作用下形成的，如風力、雨水的侵蝕作用，這些力量可以沿著地表較軟的岩石部分向下侵蝕，形成河谷盆地，或者在特彆強的風力作用下形成風蝕盆地。在有石灰岩發育的地區，常年流動的地下水會溶解岩石，導致地表岩石塌陷，形成岩溶盆地。
在地質歷史上，許多盆地曾被海水或湖水淹沒，如四川盆地、塔里木盆地和準噶爾盆地等。隨著時間的推移，地殼的抬升和泥沙的淤積，這些盆地的海水或湖水逐漸退去，最終乾涸，只留下河水或小溪。這種過程也使得盆地中的岩石沉積物相對完整且連續，因此盆地是古生物學家尋找化石的重要地點。