溶洞的形成是石灰巖地區地下水長期溶解的結果。石灰石中不溶的碳酸鈣在水和二氧化碳的作用下可以轉化為微溶的碳酸氫鈣。由於石灰巖層各部分含鈣量不同，受侵蝕程度不同，逐漸被溶解，分割成獨立的、變化多端的、險峻美麗的山峰和洞穴，景觀奇特。比如舉世聞名的桂林溶洞和北京石花洞，就是水和二氧化碳緩慢侵蝕創造的傑作。當溶有碳酸氫鈣的水從洞頂滴到洞底時，由於水的蒸發或壓力的降低和溫度的變化，二氧化碳的溶解度會降低，沈澱出碳酸鈣。經過幾百萬年的積累，這些沈積物逐漸形成了鐘乳石、石筍等。如果溶有碳酸氫鈣的水從洞頂滴下，隨著水和二氧化碳的蒸發，沈澱的碳酸鈣會堆積成鐘乳石、石簾、石花。當洞頂的鐘乳石與地面的石筍相連時，就會形成奇怪的石柱。
在自然界中，含有溶解二氧化碳的雨水將部分溶解石灰石地層，並將碳酸鈣轉化為可溶性碳酸氫鈣。
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