洞穴和其他喀斯特特征的科学研究被称为洞穴学。洞穴学是对洞穴和岩溶特征的结构，形成，生物学和物理特征的科学研究。洞穴学借鉴了其他学科的知识，如化学，物理学，制图学，地质学和生物学，这些学科对于理解发育过程和其他洞穴过程至关重要。在洞穴学中，科学家们收集样本，拍照并绘制洞穴地图，以用于技术和路由目的。洞穴学家面临着一些挑战，例如洞穴内的照明和物理障碍，特别是对于新的和以前未开发的洞穴。洞穴是通过多年作用于岩石沉积的物理和化学过程形成的重要地理特征。世界上许多洞穴都是在有石灰岩的地区形成的。

洞穴和岩溶特征已存在很长一段时间。虽然对洞穴的探索可能与人类文明一样古老，但洞穴学作为一门科学学科在19世纪后期发展起来。以前的洞穴研究是对其他现有学科的贡献，如生物学，古气候学，地理学，考古学和地质学。1859年马特尔在他精心设计的洞穴探险出版后，对洞穴进行了详细研究的第一张记录。马特尔在法国成立了第一个洞穴学组织。因此，马特尔被认为是作为科学学科的父亲和洞穴学的创始人。在现代，随着洞穴的娱乐活动的增长，洞穴学作为一门学科继续发展。

最初，洞穴研究主要集中在了解一个地区的地质和地理。这背后的一个动机是建立史前人类的进化和生活，他们使用洞穴进行庇护和埋葬，并研究洞穴生态系统中的各种植物和动物的生活。除了这些功能之外，洞穴学对于通过结合古气候学的知识来确定一个地区的气候条件也很重要。洞穴生态系统包含独特的植物和动物生物多样性，可在洞穴的各个部分中生存。在洞穴中发现的最常见的动物是蝙蝠。了解这些物种对洞穴生物学家很重要。洞穴学可以更深入地了解其他地理现象，如排水，矿物沉积和风化。

像许多科学学科一样，洞穴学有三个主要的细分，由国际洞穴学联合会确定。它们包括物理洞穴探险，生物洞穴学和人类学。物理学或地质学探索洞穴的物理结构和性质，包括其水文学，地质学和地形学。生物学探索洞穴生态系统和洞穴内的生物，以及它们的特征和适应性。人类学或人类学研究关于洞穴历史在人类进化史中的作用。

洞穴的探索在旅游业中得到了普及。有时，参观洞穴甚至是宗教朝圣的一部分，例如马来西亚的巴图洞穴。一些洞穴已经开发出来，为游客提供照明设备和其他辅助设备。奥地利霍奇科格尔山脉的冰世界洞穴是世界上最大的洞穴。其他着名的洞穴包括中国南方的芦笛岩洞，墨西哥北部的水晶洞穴，菲律宾的普林塞萨港地下河以及新西兰的怀托摩洞穴。