古时由于文化知识的局限，千百年来很少有人去认真探寻西湖形成的秘密。直到近代，随着科学技术的发展，科学界有识之士才开始用科学的观点和方法来探讨西湖的形成。最早用地质学观点解释西湖成因者是日本地质学家石井八万次郎。1909年，他在东京《地质学杂志》中撰文称，西湖与日本的中禅寺湖相似，南山为古生代岩层的山坡，溪水北流，为西湖北山的火山岩堵塞而成。

1920年，我国著名科学家竺可桢考察西湖，首先提出西湖原是一礁湖，是钱塘江口一小湾，后来由于钱塘江夹带的砂土堵塞其湾口而成的假说。

西湖究竟怎样形成？经过地质工作者的多年勘测研究，“泻湖”说流传最广。这一假说认为，至少距今两千多年前，西湖还是一个浅海湾，除个别山岭外全部淹没在海水之中。随着海水的冲刷，海湾四周的岩石逐渐变成泥沙沉积，使海湾变浅，钱塘江也带来泥沙，在入海口沉积。泥沙越积越多，最终将海水截断，内侧的海水就形成了一个湖。这种现象在地质学上称为“泻湖”。起初，泻湖还随着潮水出没。后来，经过劳动人民多次筑海塘阻拦海水，再加上海平面下降，西湖才正式形成。

今天的人们很难想像，秀美的西湖曾是惊涛拍岸的海湾，千百年前的“沧海变桑田”毕竟在千百年前，假说也尚未完全证实。近年来，有地质学家提出：确切地说，西湖不是一个典型的泻湖。持这一观点的学者认为，关于西湖形成的详细机制、形成的确凿年代等，至今仍然是一个谜。