Wodospady są powszechnie tworzone w górnym biegu rzeki, gdzie jeziora wpływają do dolin w stromych górach. Ze względu na położenie krajobrazowe, wiele wodospadów występuje nad skałami macierzystymi, zasilanymi przez niewielki obszar, więc mogą być one efemeryczne i płynąć tylko podczas burz deszczowych lub znacznych roztopów. Im dalej w dół rzeki, tym bardziej wieloletni może być wodospad. Wodospady mogą mieć szeroki zakres szerokości i głębokości.
Gdy rzeka płynie nad oporną skałą macierzystą, erozja zachodzi powoli i jest zdominowana przez uderzenia osadów niesionych przez wodę w skałę, podczas gdy w dół rzeki erozja zachodzi szybciej. Gdy ciek wodny zwiększa swoją prędkość na krawędzi wodospadu, może wyrywać materiał z koryta rzeki, jeśli jest ono spękane lub w inny sposób bardziej podatne na erozję. Strumienie hydrauliczne i skoki hydrauliczne u podnóża wodospadu mogą generować duże siły erodujące koryto, zwłaszcza gdy siły te są wzmacniane przez osady niesione przez wodę. Wodospady w kształcie podkowy skupiają erozję w centralnym punkcie, co również zwiększa zmiany koryta rzeki poniżej wodospadu. Proces znany jako „potholing” obejmuje lokalną erozję potencjalnie głębokiej dziury w skale macierzystej, spowodowaną turbulentnymi wirami, które obracają kamienie na dnie, wiercąc je. Piasek i kamienie niesione przez ciek wodny zwiększają tym samym zdolność erozji. Powoduje to, że wodospad rzeźbi głębiej w podłożu i cofa się w górę rzeki. Często z czasem wodospad cofa się, tworząc kanion lub wąwóz w dół rzeki, gdy cofa się w górę rzeki, i wcina się głębiej w grzbiet nad nim. Tempo cofania się wodospadu może wynosić nawet półtora metra na rok.
Często, często warstwa skalna tuż pod bardziej odporną półką będzie bardziej miękka, co oznacza, że podcięcie spowodowane odpryskami będzie miało miejsce w tym miejscu, tworząc płytką jaskiniową formację znaną jako schronisko skalne pod i za wodospadem. Ostatecznie, wychodzące na powierzchnię, bardziej odporne skały nadkładu zawalą się pod ciśnieniem, dodając bloki skalne do podstawy wodospadu. Te bloki skalne są następnie rozbite na mniejsze głazy przez ścieranie, jak zderzają się ze sobą, a także erodują podstawę wodospadu przez ścieranie, tworząc głęboki basen w wąwozie w dół rzeki.
Strumienie mogą stać się szersze i płytsze tuż nad wodospadami z powodu przepływu przez półkę skalną, a tam jest zwykle głęboki obszar tuż poniżej wodospadu z powodu energii kinetycznej wody uderzającej w dno. Jednak badanie systematyki wodospadów wykazało, że wodospady mogą być szersze lub węższe powyżej lub poniżej wodospadu, więc prawie wszystko jest możliwe, biorąc pod uwagę odpowiednie warunki geologiczne i hydrologiczne. Wodospady zwykle tworzą się na terenach skalistych w wyniku erozji. Po długim okresie bycia w pełni uformowanym, woda spadająca z gzymsu będzie się cofać, powodując powstanie poziomego zagłębienia równoległego do ściany wodospadu. Ostatecznie, w miarę pogłębiania się zagłębienia, wodospad zapada się, a jego miejsce zajmuje stromo nachylony odcinek koryta rzeki. Oprócz stopniowych procesów, takich jak erozja, ruchy ziemi spowodowane trzęsieniami ziemi, osuwiskami lub wulkanami mogą powodować różnice w wysokości terenu, które zakłócają naturalny bieg strumienia wody i powodują powstawanie wodospadów.
Rzeka czasami przepływa przez duży stopień w skałach, który mógł zostać utworzony przez linię uskoku. Wodospady mogą wystąpić wzdłuż krawędzi rynny lodowcowej, gdzie strumień lub rzeka płynąca do lodowca nadal płynie do doliny po ustąpieniu lodowca lub stopieniu. Duże wodospady w Dolinie Yosemite są przykładem tego zjawiska, które określa się mianem doliny wiszącej. Innym powodem, dla którego wiszące doliny mogą się tworzyć, jest połączenie dwóch rzek, z których jedna płynie szybciej niż druga.
Wodospady mogą być pogrupowane w dziesięć szerokich klas w oparciu o średnią objętość wody obecnej na wodospadzie (która zależy zarówno od średniego przepływu wodospadu, jak i jego wysokości) przy użyciu skali logarytmicznej. Wodospady klasy 10 obejmują Wodospad Niagara, Wodospad Paulo Afonso i Wodospad Khone.
Klasy innych dobrze znanych wodospadów obejmują Wodospad Wiktorii i Wodospad Kaieteur (klasa 9); Wodospad Renu i Gullfoss (klasa 8); Wodospad Anioła i Dettifoss (klasa 7); Wodospad Yosemite, Dolny Wodospad Yellowstone i Wodospad Umphang Thee Lor Sue (klasa 6); i Wodospad Sutherland (klasa 5).