这跟地球的自转有关，准确地说是跟地球自转时产生的偏向力有关。由于法国物理学家科里奥利1835年第一次详细地研究了这种现象，因而又被称作“科里奥利力”。

通过研究发现，地面上水平方向运动的物体（气体、液体和固体），在地球自转的影响下其运动方向要发生偏转：在北半球向右偏，在南半球向左偏，并且地球自转偏向力随地理纬度的降低而减小，在赤道地区为零。

当河水行至拐弯处，由于惯性和离心力的作用，使水流向凹岸方向冲去，凹岸受到强烈侵蚀，形成深槽，同时，在河底产生向凸岸的补偿水流，将底层水流压向凸岸，把从凹岸冲下的物质搬运至凸岸，因凸岸流速变慢而堆积下来形成边滩。

这两种流向相反的水流在河流的横剖面上，构成了横向环流。在横向环流的作用下，河道愈来愈弯曲，结果形成曲流。在有深厚松散堆积物的平原上，多形成能自由摆动的自由曲流，（如长江中游的下荆江河段）。

在自由曲流的发展过程中，河道愈来愈弯曲，上下凹岸间的曲流颈逐渐弯窄，一旦曲流颈被洪水冲决，就产生自然的裁弯取直，被截去的河湾形成牛轭湖，而裁直的新河段，以后有可能发展新的弯曲。