西湖，又名钱塘湖，位于浙江省杭州市以西，故而得名。它的南、西、北三面环山，东邻城区，因而有“三面云山一面城”的说法。今天的西湖风景名胜区面积很大，其中包括很多山景，湖面面积仅为6.38平方千米，正常蓄水时，平均水深1.65米，由白堤、苏堤将湖面分成外湖、北里湖、岳湖、西里湖和小南湖五个湖面。
尽管西湖在古时名气很大，但人们直到近现代才开始研究它的成因。按照现代科学的分类，地球上的湖泊包括构造湖、火山口湖、冰川湖、风蚀湖、堰塞湖、岩溶湖以及人工湖等多种类型，但不同的学者对西湖进行研究后给出了不同的答案。
1909年，日本学者石井八万次郎在《浙江杭州附近地质调查概报》一文中提出，西湖为火山堰塞湖，即火山熔岩流堵截河床后贮水而形成的湖泊。
后来，又有地质学家调查发现，西湖北岸的宝石山上有一条古老的火山通道，出露面积约2000平方米，该通道附近分布着一些火山集块角砾岩。据此，人们推断在晚侏罗纪-白垩纪时期，西湖所在地曾经出现过火山喷发，因火山口坍塌成为洼地，造就了西湖的基础。后来，随着地壳升降和海水沿着钱塘江入侵，西湖逐渐形成。按照这种说法，西湖应该是一座火山口湖。
还有一种观点认为，西湖是构造湖，因构造活动造成凹陷湖盆，随着强烈的褶皱断裂使得岩石破碎，在风化、侵蚀等外力作用下逐渐形成汇水洼地，最终成为湖泊。
关于西湖的成因，目前被广泛接受的观点源自我国近代气象学家、地理学家、教育家竺可桢先生。竺可桢曾针对西湖开展过详细考察，并于1921年发表了论文《杭州西湖生成的原因》。
他在论文中指出，西湖的南、西、北三面均被山所围绕，且山上岩石极为古老，唯有湖的东面是一个冲积平原，且泥土年代很新，这表明，西湖不过是钱塘江口左侧的一个小小港湾，由于钱塘江带来的泥土淤积，致使原有的湾口被堵，进而成了湖泊。竺可桢还根据钱塘江三角洲每年在海中伸涨的速率，推算出西湖生成的时间至少在1.2万年以前。
西湖恰好位于浙江省的山地丘陵区与浙北平原区交界处，东南侧与钱塘江隔山相邻，二者的直线距离仅为3千米，其东侧与北侧是钱塘江冲积形成的三江洲平原。按照竺可桢的观点，西湖原本是海洋的一部分，只因位于钱塘江入海口，被泥沙阻隔，从而成为湖泊。不仅如此，古人修筑的堤坝还大大加快了这一过程。据史料记载，东汉时期，杭州一带的人们修建了“防海大塘”，为的是使西湖与海洋隔绝，阻止海水入侵。
因此，从这个意义上讲，西湖就是从海洋中分离出来的一小块水域，这样的湖泊被称为潟湖，有人形象地称之为“大海的小尾巴”。
在湖泊的大家族中，潟湖的前世今生与众不同，可谓一个“怪胎”。它经历了从海洋到湖泊的变化，而且随着泥沙堆积作用的继续，潟湖可能会越来越浅，成为沼泽，甚至变成海岸平原。历史上，白居易、苏轼在杭州任职时都曾悉心疏浚西湖、兴修水利，为我们留下了秀美的自然风景和古色古香的历史遗迹，所以，有人说西湖本身就是一部湖泊疏浚史，如果没有持续不断的疏浚，西湖也许早就被泥土填平了。