ถ้ำน้ำแข็ง คือ ถ้ำธรรมชาติประเภทใดก็ได้(โดยทั่วไปคือถ้ำลาวาหรือ ถ้ำ หินปูน ) ที่มี น้ำแข็งถาวร (ตลอดทั้งปี) ในปริมาณมากอย่างน้อยบางส่วนของถ้ำจะต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C (32 °F) ตลอดทั้งปี และน้ำจะต้องไหลเข้าไปในเขตเย็นของถ้ำ^{[ 1 ]}

ถ้ำประเภทนี้ได้รับการอธิบายอย่างเป็นทางการครั้งแรกโดยชาวอังกฤษ Edwin Swift Balch ในปี 1900 ^{[ 2 ]}ซึ่งแนะนำให้ใช้คำภาษาฝรั่งเศสว่าglaciersสำหรับถ้ำประเภทนี้ แม้ว่าในสมัยนั้นและในปัจจุบัน คำว่าice caveมักใช้เรียกถ้ำที่มีน้ำแข็งอยู่ตลอดทั้งปีก็ตาม ในหมู่นักสำรวจถ้ำice caveเป็นคำภาษาอังกฤษที่ถูกต้อง^{[ 3 ]}

โพรงที่เกิดขึ้นภายในน้ำแข็ง (เช่นในธารน้ำแข็ง) เรียกว่าถ้ำธารน้ำแข็ง อย่างถูกต้อง ^{[ 4 ]}

ถ้ำน้ำแข็งเกิดขึ้นได้ทั้งในรูปแบบถ้ำน้ำแข็งคงที่ เช่น ถ้ำน้ำแข็งเปญา กัสติล^{[ 5 ]}และถ้ำน้ำแข็งแบบไดนามิกหรือแบบวัฏจักร เช่นไอส์รีเซนเวลต์^{[ 6 ]}

ในพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลก ถ้ำ หินแข็งจะถูกแยกจากความร้อนจากพื้นผิว ดังนั้นจึงมักมีอุณหภูมิคงที่ใกล้เคียงกับอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีที่พื้นผิว ในบางสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น เช่น บริเวณรอบๆภูเขาอีเรบัสอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิว (และถ้ำ) จะต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง และเมื่อมีน้ำบนพื้นผิวในช่วงฤดูร้อน ถ้ำน้ำแข็งจึงเกิดขึ้นได้ และบางครั้งก็มีหอน้ำแข็งฟูมาโรลิกอยู่ ด้านบน ^{[ 7 ]} อย่างไรก็ตาม ถ้ำน้ำแข็งจำนวนมากมีอยู่ใน ภูมิอากาศ อบอุ่นเนื่องจากกลไกที่ทำให้อุณหภูมิในถ้ำเย็นกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวที่ถ้ำก่อตัวขึ้น^{[ 8 ]}

กับดักความเย็น : โครงสร้างถ้ำบางแห่งอนุญาตให้การพาความ ร้อนตามฤดูกาล นำอากาศ เย็น จากพื้นผิวเข้ามาในฤดูหนาว แต่ไม่นำอากาศอุ่นเข้ามาในฤดูร้อน ตัวอย่างทั่วไปคือห้องใต้ดินที่อยู่ใต้ทางเข้าเดียว ในฤดูหนาว อากาศเย็นและหนาแน่นจะเข้าไปอยู่ในถ้ำ แทนที่อากาศอุ่นที่ลอยขึ้นและออกจากถ้ำ ในฤดูร้อน อากาศเย็นในถ้ำจะคงอยู่ เนื่องจากอากาศบนพื้นผิวที่ค่อนข้างอุ่นนั้นเบากว่าและไม่สามารถเข้าไปได้ ถ้ำจะแลกเปลี่ยนอากาศก็ต่อเมื่ออากาศบนพื้นผิวเย็นกว่าอากาศในถ้ำเท่านั้น กับดักความเย็นบางแห่งอาจดักจับหิมะ บนพื้นผิว และบังแสงแดดในฤดู ร้อน ซึ่งอาจทำให้อุณหภูมิในถ้ำเย็นลงไปอีก^{[ 8 ]}

ดินเยือกแข็งถาวร : แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอากาศอบอุ่นก็อาจมีบริเวณที่เป็นหินแข็งซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งตลอดทั้งปี ซึ่งเรียกว่า ดิน เยือกแข็งถาวร ตัวอย่างเช่น ลมในฤดูหนาวและการไม่มีหิมะปกคลุมอาจทำให้เกิดการแข็งตัวลึกพอที่จะได้รับการปกป้องจากการละลายในฤดูร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน หินสีอ่อนที่ไม่ดูดซับความร้อนได้ง่าย แม้ว่าส่วนของถ้ำที่อยู่ในเขตดินเยือกแข็งถาวรนี้จะมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง แต่โดยทั่วไปแล้วดินเยือกแข็งถาวรจะไม่ยอมให้น้ำซึมผ่านดังนั้นการก่อตัวของน้ำแข็งจึงมักจำกัดอยู่เพียงผลึกจากไอน้ำและทางเดินในถ้ำที่ลึกกว่าอาจแห้งแล้งและปราศจากน้ำแข็งโดยสิ้นเชิง ถ้ำน้ำแข็งในดินเยือกแข็งถาวรไม่จำเป็นต้องเป็นกับดักความเย็น (แม้ว่าบางแห่งจะเป็นเช่นนั้น) ตราบใดที่ไม่มีลมโกรกอย่างรุนแรงในฤดูร้อน

การระบายความร้อนด้วยการระเหย : ในฤดูหนาว อากาศแห้งจากพื้นผิวที่ไหลเข้าสู่ถ้ำที่มีความชื้นสูง อาจมีผลในการระบายความร้อนเพิ่มเติมเนื่องจากความร้อนแฝงของการระเหยซึ่งอาจทำให้เกิดบริเวณภายในถ้ำที่เย็นกว่าส่วนอื่นๆ ของถ้ำ เนื่องจากถ้ำหลายแห่งมีกระแสลมที่เปลี่ยนทิศทางตามฤดูกาล การอุ่นขึ้นของถ้ำผ่านการควบแน่นในฤดูร้อนอาจเกิดขึ้นในตำแหน่งที่แตกต่างกันภายในถ้ำ แต่ไม่ว่าในกรณีใด สภาพแวดล้อมในถ้ำที่มีความชื้นสูงมักจะประสบกับการระบายความร้อนด้วยการระเหยมากกว่าการอุ่นขึ้นจากการควบแน่น

กลไกการแข็งตัวที่แตกต่างกันส่งผลให้เกิดน้ำแข็งในถ้ำถาวรที่มีลักษณะและโครงสร้างที่แตกต่างกัน

น้ำขัง : น้ำผิวดินที่สะสมและขังอยู่ในถ้ำก่อนที่จะแข็งตัวจะก่อตัวเป็นมวลน้ำแข็งใส ซึ่งอาจมีความหนาหลายสิบเมตรและมีอายุเก่าแก่มาก มวลน้ำแข็งขนาดใหญ่มีความยืดหยุ่นและสามารถไหลได้ช้าๆ ตามแรงโน้มถ่วงหรือแรงดันจากการสะสมเพิ่มเติม การแกะสลักจากกระแสลมและการระเหิดอาจเผยให้เห็นแถบการสะสมโบราณภายในน้ำแข็ง

หิมะที่สะสม : เมื่อถูกอัดแน่นด้วยน้ำหนักของการสะสมอย่างต่อเนื่อง หิมะที่เลื่อนหรือตกลงไปที่ปากถ้ำอาจก่อตัวเป็นน้ำแข็งที่มีผลึกหยาบคล้ายกับ น้ำแข็ง ธารน้ำแข็งได้ ธารน้ำแข็งใต้ดินที่แท้จริงนั้นหายาก

การก่อตัวของน้ำแข็ง : น้ำที่แข็งตัวก่อนที่จะเกิดแอ่งน้ำอาจก่อตัวเป็นน้ำแข็งย้อยหินงอกน้ำแข็งเสาน้ำแข็งหรือน้ำตก น้ำแข็ง ได้^{[ 8 ]}

ความชื้นในอากาศ (ไอน้ำ) : ไอน้ำที่กลายเป็นน้ำแข็งสามารถก่อตัวเป็นผลึกน้ำแข็งเกล็ดน้ำแข็ง และ แผ่นน้ำแข็งสองมิติบนผนังและเพดานถ้ำได้

น้ำแข็งรูปเข็ม : น้ำที่ซึมเข้าไปและแข็งตัวอยู่ภายในหินแข็ง อาจดันน้ำเข้าไปในทางเดินของถ้ำได้ในบางครั้ง

การแทรกตัวของธารน้ำแข็ง : น้ำหนักของธารน้ำแข็งบนพื้นผิวที่ทับอยู่เหนือปากถ้ำสามารถดันน้ำแข็งจากธารน้ำแข็งเข้าไปในถ้ำได้ในระยะสั้นๆ ตัวอย่างเดียวที่ทราบของปรากฏการณ์นี้คือ "ปลั๊กน้ำแข็ง" หลายแห่งที่ด้านหลังของถ้ำคาสเซิลการ์ดในรัฐอัลเบอร์ตา

• ถ้ำน้ำแข็งภูเขาไฟบันเดรา (นิวเม็กซิโก สหรัฐอเมริกา) ^{[ 9 ]}
• เขตอนุรักษ์ธรรมชาติบิกซ์บี (ไอโอวา สหรัฐอเมริกา)
• ช่องน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่กำลังก่อตัว (อัลเบอร์ตา ประเทศแคนาดา)
• ถ้ำ Bortig Pit (เทือกเขา Apuseni ประเทศโรมาเนีย) ^{[ 10 ]}
• ถ้ำน้ำแข็งแคนยอนครีก (อัลเบอร์ตา ประเทศแคนาดา)
• ถ้ำคาสเซิลการ์ด (อัลเบอร์ตา ประเทศแคนาดา)
• เหมืองน้ำแข็งคูเดอร์สปอร์ต (เพนซิลเวเนีย สหรัฐอเมริกา)
• เขตอนุรักษ์ถ้ำน้ำแข็งเดโคราห์ (ไอโอวา สหรัฐอเมริกา)
• ถ้ำน้ำแข็งDemänovská (สโลวาเกีย)
• ถ้ำน้ำแข็งDobšiná (สโลวาเกีย) มรดกโลกขององค์การยูเนสโก (2000) ^{[ 11 ]}
• ไอส์รีเซนเวลท์ (แวร์เฟน, ออสเตรีย)
• กรอตต้า เดล เจโล (ซิซิลี อิตาลี)
• Grotte Casteret (แคว้นอารากอน เทือกเขาพิเรนีสของสเปน)
• ภูเขาน้ำแข็ง (รัฐเวสต์เวอร์จิเนีย สหรัฐอเมริกา)
• ถ้ำน้ำแข็ง Kungur (เพิ่มไคร, รัสเซีย)
• ถ้ำเมอร์ริล ( อนุสรณ์สถานแห่งชาติลาวาเบดส์รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา) ^{[ 12 ]}
• ถ้ำน้ำแข็งนารุซาวะ (ภูเขาฟูจิ ประเทศญี่ปุ่น)
• ถ้ำน้ำแข็งไนเตอร์ (ไอดาโฮ สหรัฐอเมริกา)
• เขตอนุรักษ์ธรรมชาติแซมส์พอยต์ (นิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา)
• ถ้ำ Scărișoara (โรมาเนีย) ^{[ 13 ]}
• ถ้ำน้ำแข็งเชลเลนเบิร์ก (รัฐบาวาเรีย ประเทศเยอรมนี)
• ฌอแวงกังค์ ริดจ์ (นิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา)
• วิดเกลเมียร์ (ไอซ์แลนด์ตะวันตก)

• Macdonald, WD กลไกการก่อตัวของน้ำแข็งในถ้ำน้ำแข็งของอเมริกาเหนือตะวันตกThe Canadian Caver 25/1 และ 25/2, 1993
• Rachlewicz, G., Szczuciński, W. การเปลี่ยนแปลงสมดุลมวลน้ำแข็งตามฤดูกาล รายปี และทศวรรษในถ้ำน้ำแข็ง Jaskinia Lodowa w Ciemniaku เทือกเขา Tatra ประเทศโปแลนด์ Theoretical and Applied Karstology, 17: 11-18, 2004. (เอกสารแสดงการสูญเสียมวลน้ำแข็งในถ้ำน้ำแข็ง Ciemniak ประเทศโปแลนด์)

• ถ้ำเสมือนจริง: รูปทรงของน้ำแข็งในถ้ำน้ำแข็ง goodearthgraphics.com
• วิดีโอถ้ำน้ำแข็งในเทือกเขาบิ๊กสโนวี่ รัฐมอนแทนา (วิดีโอจาก YouTube)
• ร็อด เบนสันถ้ำน้ำแข็งขนาดใหญ่ในเทือกเขาไพรเออร์ รัฐมอนแทนาสำหรับเว็บไซต์มอนแทนา เผยแพร่เอง ปี 2009 สืบค้นเมื่อ 17 มกราคม 2016
• ภาพถ่ายถ้ำน้ำแข็งไอส์รีเซนเวลต์ ( Eisriesenwelt) ประเทศออสเตรีย ไม่ระบุวันที่ สืบค้นเมื่อ 17 มกราคม 2016
• ถ้ำน้ำแข็งดูร์มิเตอร์ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 2 เมษายน 2558 ที่Wayback Machine
• กลุ่มวิจัยถ้ำน้ำแข็งสเปเลโอเกลชิโอมหาวิทยาลัยมิลาน ประเทศอิตาลี
• เว็บไซต์ Marco Plebani GROTTE DI GHIACCIO Marco Plebani, มิถุนายน 2009, 3pp (ในภาษาอิตาลี) ดึงข้อมูลเมื่อ 17 มกราคม 2016