La piedra caliza proviene de la acumulación de restos orgánicos de conchas, materia fecal, algas y corales o de carbonato de calcio disuelto que se deposita en el fondo marino. Está hecha principalmente de carbonato de calcio en forma de mineral, calcita. La piedra caliza generalmente se forma en ambientes marinos claros, cálidos y poco profundos.
La piedra caliza a veces se forma en agua dulce, y también se forma en cuevas por evaporación. Cuando el agua se evapora, cualquier carbonato de calcio disuelto en ella se deposita en el sitio. Si el agua se evapora en el techo de una cueva, gradualmente forma estalactitas, mientras que si se cae al suelo, forma estalagmitas.