“欲把西湖比西子，濃妝淡抺總相宜”。與古代美女西施媲美的西湖，究竟是怎樣形成的，至今學術界仍眾說紛紜。而弄清楚西湖到底是怎麼形成的，對西湖的現在和未來發展都有重要價值。
一種說法認為是由於築塘而形成的。西湖本與海通，這是古今一致的看法，自劉宋文帝時錢唐縣令劉道真在《錢唐記》所記，東漢時錢唐郡議曹華信為防止海水侵入，招募城中人民興築了“防海大塘”，及成，“縣境蒙利”，因之便連線唐縣衙門了遷來了，這就是今日杭州市的前身，西湖從此與海隔絕而成為湖泊，此說為歷代學都所承襲，流傳至今。
我國著名科學家竺可楨先生透過詳細實地調查研究，主張西湖原是一個瀉湖，這個觀點認為，西湖本為海灣，後由於江潮挾帶泥沙在海灣南北兩個岬角處（即今吳山和寶石山）逐漸沉澱堆積發育，最後相互連線使海灣隔絕了大海而形成瀉湖。
林化東先生對眾多研究者主張的“西湖是因為東漢華信築塘成功後才形成”的說法提出商榷，認為倘確有華信築“防海大唐”，其功能應是防禦漲潮衝擊吞沒陸地的捍漲塘，如同1983年7月在杭州江城路立交橋所發掘的五代錢氏捍海塘的功能一樣，說明東漢華信築防海大塘時，內側地帶早已成陸，然因常受潮患，故在海潮中要害處“立塘”，保護陸地不被海水吞沒。這並不能理解為華信在吳山與寶石山之間，築起一條如同建造水庫時的攔洪蓄水大壩後，從而促成西湖的形成。林氏主張最遲在東漢之前，西湖早已形成。
吳維棠先生從西湖東岸望湖飯店地下4米深的鑽孔取樣中，發現有一黑色富有機物質和植物殘體的粘土層，碳14年代檢測得知距今2600年左右。白堤錦帶橋兩側的五六米深處的鑽孔中，有一炭化程度較高的泥炭層，厚10—50釐米，用其上部的桔梗作碳14年代測定，為距今1805年左右。泥炭層之下是青灰色粉砂質粘土，富有機質和炭化的植物乾枝，表明當時西湖已是沼澤。
據此估計，西湖在春秋時代已經沼澤化。在疏通西湖的時候，工人們曾發現一些石器和戰國至漢代的鐵斧，很可能是人們從事漁獵生產活動失落的。因此，吳維棠先生推斷：在西漢前，杭州非但不是海灣，連海灣成陸後遺留下的殘跡湖都已沼澤化。這就無怪乎《史記》、《漢書》等古籍中，只記及錢塘縣和別的湖泊，而沒有古西湖的記載。
儘管至今人們還不能清楚地知道西湖的成因，但隨著研究的深入，相信科學家會給我們一個滿意的答案。