熱融湖形成過程分為幾個階段。形成前多年凍土層穩定，地下冰未融化；初始期地下冰或多年凍土受熱融化，導致地表下陷，地表水匯聚；成熟期湖盆大量蓄水，向周圍和下方凍土提供熱量，湖岸坍塌后退，湖面不斷擴大，湖泊最深可達多年凍土層下限；消亡期持續擴張的熱融湖可能與徑流或相鄰湖盆相遇，進而排水，一旦開始排水，湖泊即停止生長，被水生植物、泥炭、沉積物等填滿，最終消失。