Hang động biển, còn được gọi là hang đá, bắt đầu như một vết nứt nhỏ hoặc một điểm yếu trong một vách đá bên cạnh biển. Sóng biển - nước mặn đầy sỏi và cát đập vào điểm này cho hàng thế kỷ, từ từ mở rộng nó và làm rỗng một hang động ở bên vách đá.
Ngoài nước, các lực thô như gió và nhiệt độ lạnh cũng giúp hình thành các hang động trên biển và làm rỗng các chi tiết tinh tế như mái vòm lớn và mạng lưới các hang động nhỏ khớp với nhau như tổ ong. Gió có sức ăn mòn mạnh theo thời gian, giống như nước, và nó lao qua các hang động, đặc biệt là khi thủy triều xuống. Nhiệt độ lạnh đóng băng nước len lỏi vào các vết nứt dọc theo bề mặt của các tảng đá. Khi nó đóng băng, nó sẽ nở ra, do đó mở rộng những vết nứt đó.
Vách đá biển làm bằng đá mềm, chẳng hạn như đá sa thạch, là điều kiện tốt nhất để hình thành các hang động biển. Tuy nhiên, gió và sóng với chuyển động lặp đi lặp lại và nội dung mài mòn của chúng, có thể tạo thành các hang động ngay cả ngoài đá cứng.
Hầu hết các hang động ven biển kéo dài dưới 300 mét từ lối vào cho đến cuối. Hang động biển dài nhất thế giới, Hang Matainaka ở New Zealand, dài 1.540 mét. Các hang động Sư tử biển ở Oregon có thể tích lớn nhất trong số các hang động biển trên thế giới. Chúng cũng là những hang động dài nhất ở Hoa Kỳ.