ถ้ำทะเลพบได้ตามชายฝั่งทั่วโลก กรณีพิเศษคือถ้ำริมชายฝั่งซึ่งเกิดจากการกระทำของคลื่นในบริเวณที่มีจุดอ่อนในหน้าผาทะเล บ่อยครั้งที่จุดอ่อนเหล่านี้เป็นข้อบกพร่อง แต่ก็อาจเป็นเขื่อนกั้นน้ำหรือหน้าสัมผัสระนาบฐาน ถ้ำที่ตัดคลื่นบางแห่งอยู่สูงกว่าระดับน้ำทะเลเนื่องจากการยกตัวขึ้นในภายหลัง ที่อื่น เช่นอ่าวพังงา ของประเทศไทย ถ้ำที่มีทางออกถูกน้ำท่วมโดยน้ำทะเล และตอนนี้อาจถูกกัดเซาะบริเวณชายฝั่ง ถ้ำ ทะเลโดยทั่วไปมีความยาวประมาณ 5 ถึง 50 เมตร (16 ถึง 164 ฟุต) แต่อาจเกิน 300 เมตร (980 ฟุต) ถ้ำที่มีการกัดกร่อนหรือการกัดเซาะคือถ้ำที่เกิดจากการกัดเซาะโดยลำธารที่ไหลซึ่งพัดพาเอาหินและตะกอนอื่นๆ สิ่งเหล่านี้สามารถก่อตัวขึ้นในหินประเภทใดก็ได้ รวมทั้งหินแข็ง เช่น หินแกรนิต โดยทั่วไปต้องมีจุดอ่อนบางโซนเพื่อนำทางน้ำ เช่น รอยเลื่อนหรือรอยต่อ ประเภทย่อยของถ้ำที่ถูกกัดเซาะคือถ้ำลมหรือถ้ำเอโอเลียน ซึ่งถูกแกะสลักโดยตะกอนที่เกิดจากลม ถ้ำหลายแห่งที่ก่อตัวขึ้นในขั้นต้นโดยกระบวนการแก้ปัญหามักจะผ่านระยะต่อมาของการขยายตัวของการกัดกร่อนหรือวาโดสซึ่งมีลำธารหรือแม่น้ำไหลผ่าน