天坑的形成主要由地質構造變化、水的長期溶蝕作用、地殼運動等多種因素共同作用的結果。通常形成於喀斯特地貌中，這種地貌是由具有溶蝕力的水和可溶性岩石（如石灰岩）通過化學反應形成。其形成過程如下：
地下河流的侵蝕作用。在岩溶地區，地下河不斷侵蝕碳酸岩，逐漸形成一個洞穴系統。
水的長期溶蝕作用。地下河繼續侵蝕洞穴的間隙交叉處，形成溶洞大廳，地下大廳在重力等作用下發生垮塌，形成天坑。
地殼運動。地殼運動和地殼抬升過程中，地下溶洞逐漸暴露在地表，雨水侵蝕和堆積作用導致溶洞頂部坍塌，形成天坑。
此外，降水也是天坑形成過程中的重要驅動力，特別是在熱帶雨林地區，大量降水增加了地下河流的流量，加速了天坑的形成過程。天坑的形狀和大小各異，有的口徑可達數百米，深度可達數十米。