Sự hình thành thác nước được chia làm 5 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Khi dòng chảy của một con sông chảy qua lớp đá cứng (A), những lớp đất đá mềm hơn nằm dưới lớp đá cứng (A) sẽ nhanh chóng bị dòng chảy bào mòn bắt đầu tại vị trí điểm (B).
Giai đoạn 2: Lòng sông trở nên dốc hơn tại (B) và quá trình này diễn ra một cách nhanh chóng khi dòng nước chảy mạnh qua các lớp đá và chỗ dốc vừa mới hình thành.
Giai đoạn 3: Khi lớp đất đá mềm bị bóc mòn đi, một sườn dốc của thác nước bắt đầu hình thành.
Sau đó nước đổ xuống mạnh hơn nơi sườn dốc và tiếp tục bào mòn lớp đất đá mềm tại (C).
Giai đoạn 4: Khi lớp đá mềm ở chân dốc bị bóc đi, sẽ tạo ra một cái bồn (D) tại nơi mà nước đổ từ trên cao xuống.
Một lượng đất đá tại (E) bị đổ xuống bồn nước (D) và chuyển động xung quanh bên trong bồn, làm cho bồn nước này sâu hơn và rộng ra.
Giai đoạn 5: Dưới tác động của dòng chảy, sẽ hình thành mũi đá nhô ra tại (F) và rất dễ bị phá hủy.
Đá mềm ở (G) tiếp tục bị làm mòn do sự vỡ đá và chuyển động của đất đá xung quanh trong bồn nước.
Quá trình này diễn ra liên tục, và kết quả là thác nước sẽ lùi dần về hướng phía trên của dòng chảy để lại một bồn nước lớn. Ví dụ: Thác Niagara (Hoa Kỳ) lùi về phía trên dòng chảy với tốc độ 1m/1 năm
Quá trình xâm thực giật lùi về phía trên của dòng chảy diễn ra không ngừng. Các khối đất đá bị gãy vỡ do tác dụng của năng lượng dòng chảy đổ xuống hồ thác nước và hai bên bờ của dòng sông. Qua một thời gian dài, lượng đá bị đổ vỡ xếp chồng lên nhau và rất nhiều khối đá đủ kích cỡ phân bố rải rác trên đoạn sông mà trước đây là thác nước. Lúc này, thác nước sẽ không còn là một dòng chảy thẳng đứng từ trên cao xuống nữa mà sẽ chảy thoải xuống, len lỏi qua các khối đá bị gãy vỡ.
Thác Trinh Nữ thuộc huyện Cư Jút tỉnh Đăk Nông cũng đang trong giai đoạn “đá đổ” này. Quá trình xâm thực giật lùi sau khi hình thành thác, cùng với các tác động ngoại cảnh khác đã tạo nên một “thác đá đổ”, với các khối đá basalt kích thước lớn nằm rải rác giữa lòng sông và dọc hai bên bờ tạo nên một kỳ quan độc đáo được mô tả qua mô hình sau:
Hình 2.1. Mô hình thác đá đổ Trinh Nữ – Sông Serepok