Les arches marines se forment lorsque les vagues sont déviées latéralement par un point sur le promontoire. Ces vagues érodent un plan de faiblesse des deux côtés du promontoire créant une ouverture. Les ouvertures de chaque côté se rejoignent finalement au milieu avec une roche plus solide se joignant au-dessus.
Les arches marines ne durent pas très longtemps à l'échelle des temps géologiques. La plupart s'effondrent en quelques décennies à quelques siècles. Lorsque le centre s'effondre, les piles de roches restant sur les côtés sont appelées tombolos. La roche qui enjambe l'ouverture de l'arche marine est appelée clé de voûte.
L'érosion côtière qui forme les arches marines est responsable d'une variété d'autres formes de relief. Grottes, tunnels, colonnes et piliers sont quelques-unes des formes de relief créées par l'action des vagues sur des sections de roche qui s'érodent plus facilement que la roche qui l'entoure. L'érosion de la roche dans une zone peut entraîner une accumulation de sédiments dans une autre zone, créant une grande variété de structures.
Bien que d'autres formes d'érosion puissent créer des structures similaires sur la terre ferme, l'action constante des vagues le long du littoral diminue considérablement le temps nécessaire à la formation de ces structures. La rapidité de l'érosion côtière menace souvent les biens et entraîne la dépense de milliards de dollars chaque année pour préserver les côtes.
