地面塌陷是在特定地质条件下，因某种自然因素或人为因素触发而形成的地质灾害。由于不同地区地质条件相差很大，地下洞室拱顶失稳塌陷的主导因素不同，形成地面塌陷的原因很多。因此，对地面塌陷成因机制的认识存在着多种观点。
1.潜蚀机制
在地下水流作用下，岩溶洞穴和含盐土洞中的物质和上覆盖层沉积物产生潜蚀、冲刷和掏空作用，岩溶洞穴或溶蚀裂隙中的充填物被水流搬运带走，在上覆盖层底部的洞穴或裂隙开口处产生空洞。若地下水位下降，则渗透水压力在覆盖层中产生垂向的渗透潜蚀作用，土洞不断向上扩展最终导致地面塌陷。
岩溶洞穴或溶蚀裂隙的存在、上覆土层的不稳定是塌陷产生的物质基础，地下水对土层的侵蚀搬运作用是引起塌陷的动力条件。自然条件下，地下水对岩溶洞穴或裂隙充填物质和上覆土层的潜蚀作用很缓慢，规模一般不大;人为抽取地下水，使地下水的侵蚀搬运作用大大加强，促进了地面塌陷的发生和发展。此类塌陷的形成过程大体可分为四个阶段:
1)在抽水、排水过程中，地下水位降低，对上覆土层的浮托力减小，水力坡度增大，水流速度加快，潜蚀作用加强。溶洞充填物在地下水的潜蚀、搬运作用下被带走，松散层底部土体下落、流失而出现拱形崩落，形成隐伏土洞。
2)隐伏土洞在地下水持续的动水压力及上覆土体的自重作用下，崩落、迁移，洞体不断向上扩展，引起地面沉降。
3)地下水不断侵蚀、搬运崩落体，隐伏土洞继续向上扩展。当上覆土体的自重压力逐渐接近洞体的极限抗剪强度时，地面沉降加剧，在张性压力作用下，地面开裂。
4)当上覆土体自重压力超过洞体的极限强度时，地面产生塌陷。同时，在其周围伴生有开裂现象。这是因为土体在塌落过程中，不但在垂直方向产生剪切应力，还在水平方向产生张力所致。
潜蚀致塌论解释了某些岩溶地面塌陷事件的成因。按照该理论，岩溶上方覆盖层中若没有地下水或地面渗水以较大的动水压力向下渗透，就不会产生塌陷。但有时岩溶洞穴上方的松散覆盖层中完全没有渗透水流仍会产生塌陷，说明潜蚀作用还不足以说明所有的岩溶地面塌陷的机制(纪万斌等，1993)。
2.真空吸蚀机制
根据气体体积与压力关系的玻意尔-马略特定律，在密封条件下，当温度恒定时，随着气体的体积增大，气体压力不断减小。在相对密封的承压岩溶网络系统中，由于采矿排水、矿井突水或大流量开采地下水，地下水水位大幅度下降。当水位降至较大洞穴覆盖层的底面以下时，空洞内的地下水面与上覆洞穴顶板脱开，出现无水充填的洞穴空腔。随着水位持续下降，空洞体积不断增大，空洞中的气体压力不断降低，从而导致空洞内形成负压。洞穴顶板覆盖层在自身重力及溶洞内真空负压的影响下向下剥落或塌落，在地表形成塌陷坑或陷沟。
3.其他地面塌陷形成机制
1)重力致塌模式:是指因自身重力作用使洞穴上覆盖层逐层剥落或者整体下陷而产生地面塌陷的过程和现象。它主要发生在地下水位埋藏深、溶洞及土洞发育的地区。
2)冲爆致塌模式:洞穴通道、空洞及土洞中蓄存的高压气团和水头，随着地下水位上涨，压力不断增加;当其压强超过洞穴顶板的极限强度时，就会冲破岩土体发生“爆破”并使岩土体破碎;破碎的岩土体在自身重力和水流的作用下陷入岩溶洞穴，在地面则形成塌陷。冲爆致塌现象常发生于地下暗河的下游。
3)振动致塌模式:是指由于振动作用，使岩土体发生破裂、位移和砂土液化等现象，降低了岩土体的机械强度，从而发生地面塌陷。在岩溶发育地区，地震、爆破或机械振动等经常引发地面塌陷，如辽宁省营口地震时，孤山乡第四纪松散沉积物覆盖型岩溶区，由于地震引起砂土液化，出现了200多个岩溶塌陷坑。
4)荷载致塌模式:是指溶洞或土洞的覆盖层和人为荷载超过了洞顶盖层的强度，压塌洞顶盖层而发生的塌陷过程和现象。如水库蓄水，尤其是高坝蓄水，可将库底岩溶洞穴的顶盖压塌，造成库底塌陷，库水大量流失。
应当指出，地面塌陷实际上常常是在几种因素的共同作用下发生的。例如，洞顶的土层在受到潜蚀作用的同时，往往还受到自身的重力作用。
地面塌陷是如何形成的？这个实验解开我多年的疑惑