Nguyên nhân xảy ra hố sụt là do bên dưới mặt đất có một khoảng trống hoặc đất đá rời rạc, ở đó thiếu hụt vật liệu để đỡ khối vật liệu bên trên. Phần lớn các khoảng trống này hình thành là do mưa nắng xảy ra, nước ngấm xuống các tầng đất đá bên dưới, gây ra phong hóa. Đá từ cứng chắc chuyển dần sang mềm, bị rửa trôi đến mức trở thành xốp và có khoảng trống [2].

Việc phân loại hố sụt thường dựa theo môi trường đất đá, điều kiện thủy văn và hoạt động phong hóa. Ngoài ra thì hoạt động đào hầm của con người, trong khai khoáng và giao thông, đặt các đường cấp thoát nước,... đều có thể dẫn đến phát sinh hố sụt.

Hố sụt karst

Hố sụt karst là hố sụt ở vùng có đá vôi, và là dạng phổ biến nhất. Tại vùng này khi nước mưa chứa CO2 hòa tan ngấm vào đất đá, dẫn đến làm mòn hóa học các khối đá vôi, và làm trôi dần phần đất phong hóa. Kết quả là tạo ra các hang rỗng và được giới địa chất gọi là hang karst. Trải qua hàng trăm triệu năm phát triển, các vùng địa chất được nâng lên hay hạ xuống, dẫn đến hình thành các hình thái các hang này có thể lộ là hang khô như hang Đầu Gỗ ở vịnh Hạ Long, hang Thiên Đường ở Phong Nha, hoặc ngầm dưới nước như một số hang ở Tràng An (Ninh Bình) [4].

Sự xuất hiện của hang karst tác động lên tầng đất đá phủ phía trần hang. Vào thời kỳ có mưa lớn hoặc kéo dài, đất phủ trở nên mềm yếu còn nước thì đang vận động, dẫn đến sụt lún xảy ra. Tình trạng này đang hiện hữu ở tất cả các vùng có đá vôi lộ ra, như Quảng Ninh, Lạng Sơn, Cao Bằng, Ninh Bình, Sơn La, Thừa Thiên và vùng Cao nguyên đá Đồng Văn,... Đặc biệt những vùng dân cư đông đúc như thành phố Cẩm Phả xây dựng trên đỉnh dải núi đá vôi, thì tai nạn hố sụt đã và còn sẽ xảy ra nhiều lần hàng năm, gây mất an toàn cho cư dân [5].

Tại các cao nguyên thì độ cao lớn, mực nước thủy tĩnh thấp, hoạt động bào mòn qua hàng triệu năm đã tạo ra các thung lũng kín mà đáy thung lũng có các cửa dẫn tới karst ngầm ở độ sâu lớn dẫn nước đi. Đó là dạng doline (thung lũng sụt), rất phổ biến ở cao nguyên đá vôi. Tại hầu hết các lũng này không lo ngập lụt nhưng lại thường thiếu nước sinh hoạt. Thung lũng lớn như vậy có ở Mậu Duệ, và điển hình là lũng Du Già, Du Tiến ở tỉnh Hà Giang.

Việc khai thác nước ngầm từ các hang ngầm ở vùng này có thể làm yếu khả năng đỡ trần hang và gây sụt đất, như từng xảy ra khi khai thác nước ở Nông trường Đồng Giao, Ninh Bình trước đây.

Hố sụt ở vùng đá magma

Hố sụt ở vùng đá magma là hiện tượng ít thấy. Tuy nhiên một cơ chế tương tự hố sụt karst vẫn có thể hình thành. Nó liên quan đến lịch sử địa chất xa xưa của quá trình magma xâm nhập và phun trào thành các đợt khác nhau. Trong quá trình đó ngẫu nhiên xảy ra hiện tượng đá dễ bị phong hóa xâm nhập trước, và sau đó có đợt xâm nhập đá khó phong hóa hơn. Kết quả là quá trình phong hóa dài lâu đã làm trôi mạch đá dễ phong hóa nằm dưới, tạo ra hang ngầm. Hệ thống hang động núi lửa hình thành trên đá basalt bên dòng sông Sêrêpôk tỉnh Đăk Nông là điển hình cho dạng hang này [6].

Tại những nơi khối đất đá bên trên hang bị phong hóa thì sụt lún tạo ra hố sụt.

Hố sụt trong trầm tích

Trong các khối trầm tích, gồm cả trầm tích trên núi đá và trầm tích trẻ đang là nền móng công trình, thì sự vận động của nước ngầm luôn luôn là tác nhân rửa trôi các vật liệu dễ hòa tan. Quá trình này diễn ra đủ lâu thì dẫn đến phát sinh các ổ đất xốp. Hiện tượng được gia cường bới các hoạt động của con người như việc lắp đặt hệ thống cấp thoát nước, và các rung lắc do xe cộ đi lại hay hoạt động của máy móc làm xô đẩy đất đá. Tại nơi có các tầng đất đá chứa các vỉa muối kali, natri, thạch cao,... (như ở bên Lào và đông bắc Thái Lan) khi bị thủng các lớp cách nước thì muối bị hòa tan nhanh chóng và có thể tạo ra các hang ngầm kích thước lớn.

Khi các ổ đất xốp đủ lớn và đủ xốp thì sự sụp đổ xảy ra, tạo ra hố sụt ở vùng trầm tích thuần, hoặc thậm chí ở các con đường. Các vụ hố sụt trên đường ở TP. Hồ Chí Minh thường được gọi là hố tử thần do tính nguy hiểm của nó đối với giao thông, dẫu hố có quy mô nhỏ [7]. Các vụ vỡ "đường ống dẫn nước sông Đà" ở Hà Nội cũng có thể tạo ra hố sụt, do nước áp lực rửa trôi nhanh đất đá gần điểm vỡ [8].

• Hố địa ngục Great Blue tại vùng biển Ambergris Caye, Belize.
• Hố sụt Red Lake, Imotski, Croatia.
• Hai hố sụt ở Dídyma, Ermionida, Hy Lạp.
• Hố sụt ở đường do nước mưa rò rỉ rửa trôi đất.

Hố sụt do hầm lò

Các hầm lò khai khoáng, hầm giao thông, hầm dẫn nước,... do con người tạo ra đều làm thay đổi chế độ thủy văn trong vùng. Điều đó dẫn đến phát sinh các vùng đất yếu và sụt đất. Tại vùng mỏ than ở Dương Huy (Cẩm Phả) đã từng xảy ra hố sụt dạng này.