ภาพเคลื่อนไหวนี้แสดงกระบวนการขั้นตอนการเกิดอะทอลล์ ส่วนของปะการังแสดงด้วยสีแทนและสีบานเย็นที่ยึดเจริญเติบโตอยู่บนเกาะกลางมหาสมุทรและเติบโตขึ้นเกิดเป็นแนวปะการังชายฝั่ง ในสภาพที่เหมาะสมแนวปะการังนี้จะขยายวงออกในขณะที่เกาะทางด้านในจะทรุดตัวลง ท้ายที่สุดเกาะก็จะจมลงไปอยู่ใต้ผิวน้ำโดยสมบูรณ์ปล่อยให้แนวปะการังรูปวงแหวนโตขึ้นและมีแอ่งน้ำเปิดเป็นลากูนในส่วนกลางของวงแหวน กระบวนการเกิดอะทอลล์นี้อาจใช้ระยะเวลายาวนานถึง 30 ล้านปี

ชาร์ลส์ ดาร์วิน ได้อธิบายการเกิดอะทอลล์ในมหาสมุทรแปซิฟิก (1842) จากการสังเกตเมื่อครั้งเดินเรือรอบโลกเป็นระยะเวลา 5 ปี HMS Beagle (1831–1836) คำอธิบายของเขาซึ่งได้รับการยอมรับว่ามีความถูกต้องโดยได้พิจารณาว่ามีความเกี่ยวข้องกับเกาะภูเขาไฟกลางมหาสมุทร ที่ได้พัฒนาเป็นแนวปะการังแล้วในที่สุดเป็นอะทอลล์ โดยมีลำดับของกระบวนการเกิดเริ่มต้นจากการทรุดตัวลงไปอย่างช้า ๆ ของเกาะภูเขาไฟ เขาให้เหตุผลว่าแนวปะการังชายฝั่งรอบ ๆ เกาะภูเขาไฟในทะเลเขตร้อนจะเติบโตขึ้นไปขณะที่เกาะจะจมลงและทำให้เกิดอะทอลล์ (เกาะแนวปะการัง) (อย่างที่พบในอายตูทากิ บาราบารา และอื่น ๆ) แนวปะการังชายฝั่งจะกลายเป็นแบริเออร์รีฟที่เป็นเหตุผลว่าด้านนอกของแนวปะการังจะดำรงตัวมันเองอยู่ได้ใกล้ ๆ ระดับทะเลที่มีการเจริญเติบโตต่อไปอย่างต่อเนื่องขณะที่ส่วนด้านในของแนวปะการังจะมีสภาพที่เสื่อมสภาพเกิดเป็นลากูนเนื่องจากมีสภาพที่ไม่เหมาะสมต่อตัวปะการังและสาหร่ายซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีความสำคัญยิ่งในการที่จะทำให้แนวปะการังมีการเติบโต ด้วยระยะเวลา ภูเขาไฟที่ดับแล้วจะจมตัวลงไปใต้น้ำทะเลขณะที่แนวปะการังจะเจริญเติบโตขึ้นมาปรากฏอยู่ และนี่ทำให้เกาะดังกล่าวกลายเป็นอะทอลล์

อะทอลล์ทั้งหลายเป็นผลผลิตมาจากการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตในทะเลเขตร้อน ดังนั้นอะทอลล์เหล่านี้จะพบได้เฉพาะในเขตที่น้ำทะเลมีความอบอุ่นเพียงพอเท่านั้น เกาะภูเขาไฟที่อยู่นอกเขตที่อุณหภูมิของน้ำมีความอบอุ่นเพียงพอซึ่งเป็นที่ต้องการของสิ่งมีชีวิตที่จะสร้างแนวปะการังได้นั้นจะพัฒนาไปเป็นซีเมาต์ด้วยการจมตัวลงไปใต้ทะเลและส่วนพื้นผิวก็ถูกกัดเซาะผุพังทำลายไป ส่วนเกาะที่อยู่ในเขตที่อุณหภูมิของน้ำมีความอบอุ่นเพียงพอแนวปะการังก็จะเติบโตขึ้นไปในอัตราเดียวกันกับอัตราการจมตัวของเกาะ เกาะที่อยู่ในตำแหน่งใกล้เข้าไปทางขั้วโลกจะพัฒนาไปเป็นซีเมาต์ ขณะที่เกาะที่อยู่ใกล้เข้าไปทางเส้นศูนย์สูตรจะพัฒนาไปเป็นอะทอลล์ (ดู อะทอลล์เคอร์)

รีจินัลด์ อัลด์เวิร์ธ ดาลี ได้อธิบายการเกิดอะทอลล์ที่ค่อนข้างจะแตกต่างไปจากการอธิบายของชาร์ล ดาร์วิน คือ เกาะภูเขาไฟทั้งหลายได้ถูกกัดเซาะทำลายไปโดยคลื่นและกระแสน้ำทะเลระหว่างยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายซึ่งระดับทะเลในช่วงดังกล่าวอยู่ต่ำกว่าระดับปัจจุบันประมาณ 275 เมตร แล้วเกิดเป็นเกาะปะการัง (อะทอลล์) เมื่อทะเลค่อย ๆ เพิ่มระดับขึ้นจากการละลายของธารน้ำแข็ง มีการค้นพบร่องรอยของภูเขาไฟที่ลึกมากอยู่ใต้อะทอลล์หลายแห่ง (ดู อะทอลล์มิดเวย์) อย่างไรกตามยังมีข้อสงสัยอีกเล็กน้อยที่ว่าการเปลี่ยนแปลงระดับทะเลจะมีอิทธิพลต่ออะทอลล์และแนวปะการังอื่น ๆ จริงหรือ

อะทอลล์เป็นสถานที่ที่มีความสำคัญอีกแห่งหนึ่งด้วยเป็นบริเวณที่แร่แคลไซต์มีการเปลี่ยนไปเป็นแร่โดโลไมต์ ที่ระดับความลึกระดับหนึ่งของน้ำทะเลซึ่งมีสารละลายของแคลเซี่ยมคาร์บอเนตที่ไม่อิ่มตัวแต่จะอิ่มตัวสำหรับแร่โดโลไมต์ การไหลวนอันเกิดจากน้ำขึ้นน้ำลงและกระแสน้ำช่วยกระตุ้นให้เกิดกระบวนการนี้ นอกจากนี้กระแสไฮโดรเทอร์มอลที่เกิดจากภูเขาไฟด้านใต้ของอะทอลล์อาจมีบทบาทสำคัญนี้ด้วย