古河道的根本成因是河流改道。河流改道有由内因引起的，也有由外因引起的。外因包括构造运动使某一河段地面抬升或下沉，冰川、崩塌、滑波将河道堰塞，人工另辟河道等。其中构造运动可以使河流大规模改道，被废弃的河段可能被抬高而位于现今的分水岭上，也可能由于沉降而被後来的沉积物所埋藏。河流本身作用引起的改道多半发生在堆积作用旺盛的平原河流上。这种河流的河床逐渐淤浅，比降减小，以致洪水发生时来不及排泄而泛出河槽。泛出河槽的水流在河槽两侧大量迅速堆积泥沙，形成天然堤。久而久之，河槽及其两岸的天然堤会高出地面，当天然堤于某处溃决后在下游冲刷出一条较深的槽道，洪水消退后，河流循新槽流去，原河道就成为被废弃的古河道。中国黄河下游是一条善淤善徙的河流，所以在华北平原上留下无数古河道。河流作用形成的古河道也有是河流侵蚀作用引起的，如平原曲流导致洪水的裁弯取直，留下牛轭湖式古河道。长江中游荆江段两岸就留下许多这样的古河道（见图 荆江牛轭湖古河道分布图）。