石灰岩地區地下水長期溶蝕
桂林溶洞的形成原因是石灰岩地區地下水長期溶蝕的結果。石灰岩的主要成分是碳酸鈣，當遇到溶有二氧化碳的水時，會反應生成可溶性的碳酸氫鈣。隨著時間的推移，當這些水蒸發或壓強減少，以及溫度變化，導致二氧化碳溶解度減小，碳酸氫鈣會分解，重新生成碳酸鈣沉積下來。
這個過程中，石灰岩中的鈣被水溶解帶走，經過幾十萬年、百萬年甚至上千萬年的沉積鈣化，石灰岩地表就會形成溶溝、溶槽，地下就會形成空洞。同時，含有碳酸氫鈣的水從溶洞頂部滴落到洞底時，由於水分蒸發或壓強減少，以及溫度變化，會使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣的沉澱。這些沉澱經過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。