Sezione ipotetica di un'area carsica con evidenziati i differenti livelli percorsi dall'acqua e le morfologie superficiali (da Muscio)

Il termine di "area carsica" indica un territorio caratterizzato da un particolare regime idrico: in condizioni normali, infatti, le acque si infiltrano e scorrono sottoterra, mentre non sono presenti evidenti deflussi superficiali. Solo durante le piene il reticolo drenante superficiale è attivo.

Se mancano le classiche valli fluviali o i solchi torrentizi sono presenti però altre morfologie superficiali: depressioni chiuse chiamate doline, affioramenti di rocce intensamente modellate da solchi (campi solcati, scannellature). Nel sottosuolo il fitto reticolo di canali che raccolgono le acque spesso si trasforma in ampie gallerie e saloni che, a volte, entrano in collegamento con la superficie topografica: si tratta dei sistemi sotterranei formati da grotte e abissi.

Perché il fenomeno carsico possa svilupparsi è necessaria la presenza di una particolare litologia, quella carbonatica (ad esempio i calcari): si tratta di una roccia che non è erodibile dall'acqua ma lo diviene se questa contiene una certa percentuale di anidride carbonica, gas che è presente nell'aria e, soprattutto, nel suolo.

L'acqua meteorica arricchita di anidride carbonica riesce così a "sciogliere", pur con estrema lentezza, il carbonato di calcio, ad allargare le fratture presenti nella compagine rocciosa ed a scendere in profondità. Se questa azione di allargamento si sviluppa ulteriormente si formano gallerie sotterranee via via più ampie, sino ad essere percorribili dall'uomo. In questi spazi vuoti l'acqua deposita il carbonato di calcio che ha sciolto lungo il suo percorso, formando le concrezioni che adornano le cavità naturali.

L'interno della Grotta di Santa Maria

Tutte le grotte sono quindi percorse dall'acqua (attive) o lo sono state in passato (fossili): l'acqua modifica in continuità i suoi livelli di scorrimento scendendo sempre più in profondità, pur se questa semplificazione risulta in realtà non sempre applicabile per la complessità delle vicende geologiche che hanno condizionato l'evoluzione di un territorio.
L'acqua è quindi l'elemento fondamentale per lo sviluppo del fenomeno carsico e le cavità naturali rappresentano spesso un importante serbatoio d'acqua: molte delle prese d'acquedotto, anche in questo territorio, fanno capo ad acquiferi carsici che sono particolarmente sensibili agli inquinamenti e che - proprio per questo - necessitano di una forte azione di tutela.