Thạch nhũ trong hang động là kết quả lâu dài của sự chuyển hóa lẫn nhau giữa muối Ca(HCO3)2 và CaCO3.

Thành phần chính của đá vôi là CaCO3. Khi gặp nước mưa và khí CO2 trong không khí, CaCO3 sẽ chuyển hóa thành Ca(HCO3)2 tan trong nước chảy qua khe đá vào trong hang động.

Dần dần Ca(HCO3)2 lại chuyển hóa thành CaCO3 rắn, không tan. Quá trình xảy ra liên tục, lâu dài tạo nên thạch nhũ với những hình thù khác nhau.

Phương trình hóa học: CaCO3 (rắn) + CO2 + H2O ⇌ Ca(HCO3)2 (dd)

Trong các khối đá vôi thường có các khe nứt thẳng đứng và nằm ngang. Nước mưa chảy theo khe nứt này hòa tan đá vôi, mở rộng thành các hang động.

Nước mưa khí quyển có chứa CO2 sẽ hòa tan rất mạnh các khoáng vật thuộc nhóm cacbonat, sunfat, chuyển thành canxi bicacbonat (Ca(HCO3)2), theo công thức:

H2O + CO2 + CaCO3 → Ca(HCO3)2

Phản ứng Ca(HCO3)2→CaCO3+ CO2+ H2O giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động đá vôi, cặn trong ấm đun nước,..

Phản ứng CaCO3+ CO2+ H2O → Ca(HCO3)2 giải thích sự xâm thực đá vôi của nước mưa.