Grotten kunnen op verschillende manieren ontstaan. Het is gebruikelijk grotten naar hun ontstaansvorm in te delen in twee groepen, namelijk primaire grotten en secundaire grotten. Primaire grotten zijn gelijktijdig met de vorming van het gesteente waarin ze voorkomen ontstaan. Voorbeelden zijn lavagrotten, tufgrotten en koraalgrotten. Lavagrotten ontstaan als de oppervlakte van een hete vloeibare lavastroom afkoelt en de er onderliggende lava wegstroomt, of als grote gasbellen in het stollende gesteente worden ingesloten. Tufgrotten worden gevormd doordat kalkhoudend water van beekjes steeds nieuwe laagjes kalk achterlaat op organisch materiaal (mos, takjes, blaadjes). In de loop van de eeuwen kunnen kalkbarrieres ontstaan die soms tientallen meters hoog worden. Hierbij kunnen overdekte ruimtes, tufgrotten ontstaan. Tufgrotten zijn over het algemeen niet erg groot. Enkele prachtige tufgrotten zijn te vinden in de Franse Vercors naast de toeristische Grottes de Choranche. Koraal grotten ontstaan onder water, waar kleine koraaldiertjes allerlei bouwwerken van koraalkalk maken. Soms worden hierbij ingesloten ruimtes gevormd.
Voorbeelden van secundaire grotten zijn: karstgrotten, tektonische grotten, windgrotten en brandingsgrotten. Karstgrotten ontstaan door het in water oplossen van kalkhoudend gesteente. Naarmate het water meer steen oplost en de grot groter wordt, krijgt het water meer kans om te stromen. Hierdoor gaat ook erosie, de schurende werking van het stromende water en de meegevoerde deeltjes, een rol spelen bij de vorming van de grot. Het merendeel van de grotten vrijwel alle grotere grotten zijn karstgrotten. In de volgende pagina's zal het ontstaan van karstgrotten iets uitgediept worden.
Voorbeeld ontstaan van tektonische grotten
Tektonische grotten worden gevormd door breuken in het gesteente ten gevolgen van bewegingen in de aardkorst. De Grotte Sainte Barbe bij Berdorf (Luxemburg) is een voorbeeld dichtbij huis van een tektonische grot. Ten gevolgen van een schuivende ondergrond is de erop liggende rots in platen afgebroken en verschoven. Windgrotten en brandingsgrotten ontstaan door verwering (erosie) van het gesteente. Bij windgrotten voert de wind zanddeeltjes mee. Deze hebben een schurende werking op de rotsen waardoor holtes ontstaan. Dit soort grotten kom en vooral in de zandsteenrotsen van woestijngebieden voor. Brandingsgrotten ontstaan vooral ten gevolge van het voortdurend inslaan van de golven op een steile kust. De eroderende werking van water en zand dringt vaak tientallen meters in de rotsen door.
Grotten kunnen in honderd duizenden of zelfs miljoenen jaren aangroeien tot enorm lange systemen (< 500 kilometer) en grote dieptes (-1635m.) bereiken. De speleoloog tracht steeds meer van deze onbekende ondergrondse wereld te weten te komen. Bestaande grotten worden nog steeds met nieuw ontdekte delen uitgebreid. Ook worden regelmatig geheel nieuwe grotten gevonden tijdens expedities of gerichte zoekacties van speleologen in de karstgebieden. Ook leden of werkgroepen van Speleo Nederland vinden regelmatig nieuwe grotten (of gedeelten van grotten).