杭州西湖形成的原因，明朝《西湖游览志》卷记载：“西湖三面环山，溪谷缕注，下有渊泉百道，潴而为湖。”近代学者从地形、地质、沉积及水动力学等方面进行了考证，得出观点认为西湖是由海湾逐渐演变而生的一个潟湖。民国九年，科学家竺可桢考察西湖地形后，从杭州西湖的沉积率推断，西湖开始形成年代距今一万二千年前。1979年，地质工作者对湖滨钻孔采取的岩样作微体古生物分析后著文认为，根据不同化石的组合，西湖的形成过程可划分为早期潟湖、中期海湾、晚期潟湖三个阶段，随着钱塘江沙坎的发育，西湖终于完全封闭，水体逐渐淡化，形成近代的西湖。
