Una grotta marina, chiamata anche grotta litoranea, inizia come una piccola fessura o punto debole in una scogliera a picco sul mare. Onde oceaniche - acqua salata piena di ghiaia e sabbia contro questo punto per secoli, lentamente ingrandendolo e scavando una caverna sul lato della scogliera.
Oltre all'acqua, forze brusche come il vento e la temperatura fredda aiutano anche a formare cavità marine e scavano dettagli delicati come archi e reti di piccole caverne che si incastrano come un nido d'ape. Il vento ha un forte potere corrosivo nel tempo, proprio come l'acqua, e si precipita attraverso le caverne, specialmente con la bassa marea. La temperatura fredda congela l'acqua che si insinua nelle fessure lungo la superficie delle rocce. Quando si blocca, si espande, quindi allargando quelle crepe.
Scogliere di mare fatte di roccia tenera, come l'arenaria, presentano le migliori condizioni per la formazione delle grotte marine. Eppure, il vento e le onde con il loro movimento ripetitivo e il loro contenuto abrasivo, possono formare caverne anche fuori dall'hard rock.
La maggior parte delle grotte litorali si estende a meno di 300 metri dall'ingresso fino alla fine. La grotta marina più lunga del mondo, la grotta Matainaka in Nuova Zelanda, è lunga 1.540 metri. Le grotte di Sea Lion in Oregon hanno il maggior volume di tutte le grotte marine del mondo. Sono anche le grotte più lunghe negli Stati Uniti.
