Đá vôi có thể được hình thành do quá trình bay hơi, như trường hợp của thạch nhũ và măng đá trong các hang động, hoặc do tích tụ canxi cacbonat trong môi trường biển. Đá vôi là một loại đá trầm tích sinh học hoặc hóa học, tùy thuộc vào phương pháp hình thành của nó.
Các thành tạo đá vôi được tạo ra thông qua quá trình bay hơi là đá trầm tích hóa học, còn được gọi là travertine. Chúng được hình thành khi các giọt chứa canxi cacbonat rò rỉ qua trần hang động và bay hơi. Khi mỗi giọt bay hơi sẽ để lại một lượng nhỏ canxi cacbonat, một thạch nhũ hình thành. Nếu các giọt nhỏ rơi xuống sàn và sau đó bay hơi, một khối thạch nhũ sẽ kéo dài lên trên khi canxi cacbonat bắt đầu tích tụ. Nhiều hang động được lấp đầy bởi những chiếc răng đá vôi đặc trưng này.
Đá vôi trầm tích sinh học hình thành thường xuyên nhất ở vùng nước biển nông, ấm ở các khu vực từ 30 độ vĩ bắc đến 30 độ vĩ nam. Loại đá vôi này được hình thành khi các sinh vật biển có vỏ và xương canxi cacbonat chết đi và tích tụ lại từng lớp một. Cuối cùng, với áp suất và thời gian lớn, trầm tích canxi cacbonat đó cứng lại thành đá vôi. Những loại đá này thường có hóa thạch hiện diện trong đó. Một phương pháp hình thành đá vôi ít phổ biến hơn là thông qua sự tích tụ trực tiếp của canxi cacbonat từ muối hoặc nước ngọt.
