ถ้ำและโพรงถ้ำเป็นช่องว่างตามธรรมชาติใต้พื้นผิวโลก^{[ 1 ]}และยังพบเห็นได้ในโลกหิน อื่นๆ (เช่นบนดาวอังคาร ) ถ้ำมักเกิดจากการผุพังของหินและสามารถขยายลึกลงไปใต้ดินได้ถ้ำเอ็กโซจีนเป็นช่องเปิดขนาดเล็กที่ขยายลงไปใต้ดินในระยะทางค่อนข้างสั้น (เช่นที่พักพิงหิน ) ถ้ำที่ขยายลงไปใต้ดินไกลกว่าความกว้างของช่องเปิดเรียกว่าถ้ำเอนโดจีน^{[ 2 ] [ 3 ]}

สเปเลโอโลยีคือวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการสำรวจและศึกษาทุกแง่มุมของถ้ำและสภาพแวดล้อมภายในถ้ำ การไปเที่ยวหรือสำรวจถ้ำเพื่อความบันเทิงอาจเรียกว่า การสำรวจถ้ำ(caving) , การปีนถ้ำ (potholing)หรือ การสำรวจถ้ำเล็ก (spelunking )

การก่อตัวและการพัฒนาของถ้ำเรียกว่าสเปลโอเจเนซิสซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในระยะเวลาหลายล้านปี^{[ 4 ]}ถ้ำมีขนาดแตกต่างกันอย่างมาก และเกิดจากกระบวนการทางธรณีวิทยาต่างๆ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเคมี การกัดเซาะโดยน้ำ แรงทางธรณีแปรสัณฐาน จุลินทรีย์ ความดัน และอิทธิพลของบรรยากาศ เทคนิคการหาอายุด้วยไอโซโทปสามารถนำมาใช้กับตะกอนในถ้ำ เพื่อกำหนดช่วงเวลาของเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาที่ก่อตัวและสร้างรูปร่างถ้ำในปัจจุบัน^{[ 4 ]}

มีการประมาณว่าถ้ำไม่สามารถอยู่ลึกเกิน3,000 เมตร (9,800 ฟุต)ในแนวดิ่งใต้พื้นผิวเนื่องจากแรงดันของหินที่อยู่ด้านบน อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้กำหนดความลึกสูงสุดสำหรับถ้ำซึ่งวัดจากทางเข้าที่สูงที่สุดไปยังจุดที่ต่ำที่สุด เนื่องจากปริมาณหินเหนือจุดที่ต่ำที่สุดขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิประเทศของพื้นที่ด้านบน สำหรับ ถ้ำ หินปูนความลึกสูงสุดจะถูกกำหนดโดยพิจารณาจากขีดจำกัดล่างของกระบวนการก่อตัวของหินปูน ซึ่งตรงกับฐานของหินคาร์บอเนตที่ละลายได้^{[ 5 ]}ถ้ำส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นในหินปูนโดยการละลาย^{[ 6 ]} 

ถ้ำยังสามารถจำแนกประเภทได้ด้วยวิธีอื่นอีกด้วย รวมถึงความแตกต่างระหว่างถ้ำที่ยังใช้งานอยู่และถ้ำที่หลงเหลืออยู่: ถ้ำที่ยังใช้งานอยู่จะมีน้ำไหลผ่าน ในขณะที่ถ้ำที่หลงเหลืออยู่จะไม่มีน้ำไหลผ่าน แม้ว่าอาจจะมีน้ำขังอยู่ภายในก็ตาม ประเภทของถ้ำที่ยังใช้งานอยู่ ได้แก่ ถ้ำที่มีน้ำไหลเข้า (“ซึ่งมีลำธารไหลลง”), ถ้ำที่มีน้ำไหลออก (“ซึ่งมีลำธารไหลผ่าน”) และถ้ำที่มีลำธารไหลผ่าน (“ซึ่งมีลำธารไหลผ่าน”) ^{[ 7 ]}

หลัก

ถ้ำที่ก่อตัวขึ้นพร้อมๆ กับหินโดยรอบเรียกว่าถ้ำปฐมภูมิ

ถ้ำลาวา

ถ้ำลาวาเกิดจาก การปะทุ ของภูเขาไฟและเป็นถ้ำปฐมภูมิที่พบได้บ่อยที่สุด เมื่อลาวา หลอมเหลว ไหลลงเนิน ผิวลาวาจะเย็นตัวลงและก่อตัวเป็นเปลือกแข็งด้านนอก เปลือกนี้จะกั้นภายในจากอากาศเย็นภายนอก ทำให้ลาวาเหลวร้อนสามารถไหลต่อไปได้ข้างใต้ หากลาวาส่วนใหญ่ไหลออกไป ก็จะเหลือเป็นโพรงอยู่ภายใน ถ้ำประเภทนี้สามารถพบได้ในหมู่เกาะคานารี เกาะเชจูที่ราบหินบะซอลต์ทางตะวันออกของไอดาโฮและที่อื่นๆถ้ำคาซูมูระใกล้เมืองฮิโลรัฐฮาวาย เป็นถ้ำลาวาที่ยาวและลึกอย่างน่าทึ่ง มี ความยาว 65.6 กิโลเมตร (40.8ไมล์)  

ถ้ำลาวารวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงท่อลาวา ถ้ำอื่นๆ ที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมภูเขาไฟ ได้แก่รอยแยกแม่พิมพ์ลาวา ท่อแนวตั้งเปิด และตุ่มพองจากการขยายตัว เป็นต้น^{[ 9 ]}

ทะเลหรือชายฝั่ง

ถ้ำทะเลพบได้ตามแนวชายฝั่งทั่วโลก กรณีพิเศษคือถ้ำชายฝั่ง ซึ่งเกิดจากการกระทำของคลื่นในบริเวณที่อ่อนแอของหน้าผาชายทะเล บ่อยครั้งที่จุดอ่อนเหล่านี้เป็นรอยเลื่อน แต่ก็อาจเป็นแนวหินแทรกหรือรอยต่อของชั้นหินก็ได้ ถ้ำที่เกิดจากการกัดเซาะของคลื่นบางแห่งปัจจุบันอยู่เหนือระดับน้ำทะเลเนื่องจากการยกตัวขึ้นในภายหลัง ในขณะที่บางแห่ง เช่นอ่าวพังงาของประเทศไทยถ้ำที่เกิดจากการละลายของหินถูกน้ำทะเลท่วมและปัจจุบันอยู่ภายใต้การกัดเซาะชายฝั่ง ถ้ำทะเลโดยทั่วไปมีความยาวประมาณ5 ถึง 50 เมตร (16 ถึง 164 ฟุต)แต่บางแห่งอาจยาวเกิน300 เมตร (980 ฟุต )  

การกัดเซาะ

ถ้ำที่เกิดจากการกัดเซาะคือถ้ำที่เกิดจากการกัดเซาะโดยสมบูรณ์จากกระแสน้ำที่ไหลผ่านซึ่งพัดพาหินและตะกอนอื่นๆ ถ้ำเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ในหินทุกประเภท รวมถึงหินแข็ง เช่น หินแกรนิต โดยทั่วไปจะต้องมีบริเวณที่อ่อนแอเพื่อนำทางน้ำ เช่น รอยเลื่อนหรือรอยแยก ถ้ำที่เกิดจากการกัดเซาะชนิดหนึ่งคือถ้ำลมหรือถ้ำที่เกิดจากลม ซึ่งถูกแกะสลักโดยตะกอนที่พัดพามาโดยลม^{[ 9 ]}ถ้ำหลายแห่งที่เกิดขึ้นในตอนแรกจากกระบวนการละลายมักจะผ่านขั้นตอนต่อมาของการกัดเซาะหรือการขยายตัวของชั้นดินที่น้ำไหลผ่าน^{[ 10 ]}

ธารน้ำแข็ง

ถ้ำธารน้ำแข็งเกิดจากการละลายของน้ำแข็งและน้ำที่ไหลอยู่ภายในและใต้ธารน้ำแข็ง โพรงเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจากการไหลของน้ำแข็งที่ช้ามากซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้ถ้ำพังทลายลงอีกครั้ง บางครั้งถ้ำธารน้ำแข็งถูกเข้าใจผิดว่าเป็น " ถ้ำน้ำแข็ง " แม้ว่าคำหลังนี้จะสงวนไว้สำหรับถ้ำหินที่ประกอบด้วยน้ำแข็งที่คงอยู่ตลอดทั้งปีก็ตาม

• ถ้ำแบบแตกแขนงมีลักษณะคล้ายรูปแบบลำธารบนพื้นผิวที่มีลักษณะเป็นกิ่งก้านสาขา โดยประกอบด้วยทางเดินที่รวมกันเป็นลำธารสาขาทางด้านล่าง ถ้ำแบบแตกแขนงเป็นรูปแบบถ้ำที่พบได้บ่อยที่สุดและเกิดขึ้นใกล้กับหลุมยุบซึ่ง มี การเติมน้ำใต้ดิน ทางเดินหรือกิ่งแต่ละกิ่งจะได้รับน้ำจากแหล่งเติมน้ำที่แยกจากกันและบรรจบกันเป็นกิ่งลำดับสูงกว่าทางด้านล่าง^{[ 14 ]}
• ถ้ำเครือข่ายเชิงมุมเกิดขึ้นจากรอยแยกที่ตัดกันของหินคาร์บอเนตซึ่งมีรอยแตกที่ขยายกว้างขึ้นจากการกัดเซาะทางเคมี รอยแตกเหล่านี้ก่อให้เกิดทางเดินที่สูง แคบ และตรง ซึ่งคงอยู่เป็นวงปิดที่แพร่หลาย^{[ 14 ]}
• ถ้ำที่เชื่อมต่อกันส่วนใหญ่มีลักษณะคล้ายลำธารบนพื้นผิวที่มีทางเดินแยกออกจากกันแล้วมาบรรจบกันอีกครั้งเมื่อลงไปตามทางระบายน้ำ มักจะก่อตัวขึ้นตามแนวพื้นหรือโครงสร้างหนึ่ง และแทบจะไม่ข้ามไปยังพื้นด้านบนหรือด้านล่างเลย^{[ 14 ]}
• ถ้ำฟองน้ำเกิดขึ้นเมื่อโพรงของสารละลายเชื่อมต่อกันด้วยการผสมของน้ำที่มีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกัน โพรงเหล่านี้ก่อตัวเป็นรูปแบบสามมิติและสุ่ม คล้ายกับฟองน้ำ^{[ 14 ]}
• ถ้ำรูปทรงกิ่งก้านสาขาเกิดขึ้นเป็นห้องขนาดใหญ่ ทางเดิน และช่องทางเดินที่ไม่เป็นระเบียบ ห้องสามมิติแบบสุ่มเหล่านี้เกิดขึ้นจากระดับน้ำใต้ดินที่สูงขึ้นซึ่งกัดเซาะหินคาร์บอเนตด้วยน้ำที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์สูง^{[ 14 ]}
• ถ้ำหลุม (ถ้ำแนวตั้ง หลุมบ่อ หรือเรียกง่ายๆ ว่า "หลุม") ประกอบด้วยปล่องแนวตั้งมากกว่าทางเดินถ้ำแนวนอน ถ้ำเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องหรือไม่เกี่ยวข้องกับรูปแบบโครงสร้างข้างต้นก็ได้

ถ้ำพบได้ทั่วโลก แม้ว่าการกระจายตัวของระบบถ้ำที่ได้รับการบันทึกไว้จะกระจุกตัวอยู่ในประเทศที่การสำรวจถ้ำได้รับความนิยมมาเป็นเวลานาน (เช่น ฝรั่งเศส อิตาลี ออสเตรเลีย สหราชอาณาจักร สหรัฐอเมริกา เป็นต้น) ดังนั้น ถ้ำที่ได้รับการสำรวจจึงพบได้ทั่วไปในยุโรป เอเชีย อเมริกาเหนือ และโอเชียเนีย แต่มีจำนวนน้อยในอเมริกาใต้ แอฟริกา และแอนตาร์กติกา

นี่เป็นการสรุปอย่างคร่าวๆ เนื่องจากพื้นที่ขนาดใหญ่ในทวีปอเมริกาเหนือและเอเชียไม่มีถ้ำที่ได้รับการบันทึกไว้ ในขณะที่พื้นที่อย่างเช่นป่าผลัดใบแห้งแล้งของมาดากัสการ์และบางส่วนของบราซิลมีถ้ำที่ได้รับการบันทึกไว้มากมาย เมื่อนักสำรวจถ้ำทำการสำรวจพื้นที่หินปูนที่ละลายได้ทั่วโลก การกระจายตัวของถ้ำที่ได้รับการบันทึกไว้ก็มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงไป ตัวอย่างเช่น ประเทศจีน แม้จะมีหินปูนที่โผล่ขึ้นมาให้เห็นประมาณครึ่งหนึ่งของโลก—มากกว่า1,000,000 ตารางกิโลเมตร (390,000 ตารางไมล์) —กลับมีถ้ำที่ได้รับการบันทึกไว้ค่อนข้างน้อย  

• ระบบถ้ำที่มีความยาวรวมของทางเดินที่สำรวจได้มากที่สุดคือถ้ำแมมมอธในรัฐเคนตักกี้สหรัฐอเมริกา ซึ่งมีความ ยาว 675.9 กม . (420.0 ไมล์) ^{[ 15 ] [ 16 ]}  
• ถ้ำใต้น้ำที่ยาวที่สุดจากการสำรวจและยาวเป็นอันดับสองโดยรวม คือSistema Ox Bel Haในยูคาตันประเทศเม็กซิโก มีความยาว524.1 กม . (325.7 ไมล์) ^{[ 17 ] [ 18 ]}  
• ถ้ำที่ลึกที่สุดเท่าที่ทราบ —วัดจากทางเข้าที่สูงที่สุดถึงจุดที่ต่ำที่สุด—คือถ้ำเวริโอฟกินาในสาธารณรัฐอับคาเซียซึ่งมีความลึก2,204 เมตร (7,231 ฟุต) [ ^{19 ] นี่}เป็นถ้ำแรกที่ได้รับการสำรวจจนมีความลึกมากกว่า2,000 เมตร (6,600 ฟุต) (ถ้ำแรกที่ลงไปลึกกว่า1,000 เมตร (3,300 ฟุต)คือ ถ้ำ กูฟเฟอร์แบร์ในฝรั่งเศส) ถ้ำ ซาร์มาและ ถ้ำ อิลลียูเซีย-เมซอนโนโก-สเนซนายาในจอร์เจีย ( 1,830 เมตร หรือ 6,000 ฟุตและ1,753 เมตร หรือ 5,751 ฟุตตามลำดับ) เป็นถ้ำที่ลึกเป็นอันดับสองและสามในปัจจุบัน^{[ 19 ]}ส่วนนอกจอร์เจียที่ลึกที่สุดคือLamprechtsofen Vogelschacht Weg Schachtในออสเตรีย ซึ่งลึก1,623 เมตร (5,325 ฟุต) ^{[ 19 ]}            
• ปล่องแนวตั้งที่ลึกที่สุดในถ้ำคือ603 เมตร (1,978 ฟุต)ในถ้ำ Vrtoglavicaในสโลวีเนียปล่องที่ลึกเป็นอันดับสองคือ Ghar-e-Ghala ที่ระดับความลึก⁵⁶²เมตร(1,844 ฟุต)ในเทือกเขา Parau ใกล้เมือง Kermanshahในอิหร่าน [ ^{20 ]}    
• ความลึกที่สุดที่ยานใต้น้ำควบคุมระยะไกล เข้าถึงได้ ในถ้ำใต้น้ำคือ450 เมตร (1,480 ฟุต)ในเหวฮรานิเซในสาธารณรัฐเช็ก^{[ 21 ]} 
• ห้องเมี่ยว เป็น ห้องที่ใหญ่ที่สุดในโลก เท่าที่ทราบกันในแง่ของปริมาตร โดยมีปริมาตรที่วัดได้10,780,000 ^{ลูกบาศก์}เมตร(381,000,000 ลูกบาศก์ฟุต) ^{[ 22 ]}ห้อง ที่ใหญ่ที่สุด เท่าที่ทราบกันในแง่ของพื้นที่คือห้องซาราวักในอุทยานแห่งชาติกุนุงมุลู ( มิริซาราวักบอร์เนียวมาเลเซีย) ซึ่งเป็นห้องลาดเอียงที่เต็มไป ด้วย ก้อนหิน มีพื้นที่154,500 ตารางเมตร⁽ 1,663,000 ตารางฟุต) ^{[ 22 ]}ห้องที่ใหญ่ที่สุดในถ้ำที่เปิดให้ชมคือSalle de la Vernaใน เทือกเขา พิเรนีส ของ ฝรั่งเศส      
• ทางเดินที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบอยู่ในถ้ำซอนดองในอุทยานแห่งชาติฟองญา-เกบ็องในจังหวัดกว๋างบิ่ญประเทศเวียดนามมีความยาว4.6 กิโลเมตร (2.9 ไมล์) สูงและกว้าง 80 เมตร (260 ฟุต)ตลอดความยาวส่วนใหญ่ แต่สูงและกว้าง กว่า 140 เมตร (460 ฟุต) ในบางช่วง ^{[ 23 ]}      
• ถ้ำที่มีการสำรวจสูงที่สุดในโลกคือถ้ำQaqa Mach'ayในเทือกเขาแอนดีสของเปรู ที่ระดับความสูง 4930 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล^{[ 24 ]}การวัดด้วย GPS ในภายหลังแสดงให้เห็นว่าระดับความสูงนี้ต่ำกว่าความเป็นจริง

สัตว์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำมักถูกจัดประเภทเป็นโทรโกลไบต์ (สัตว์ที่อาศัยอยู่เฉพาะในถ้ำ) โทรโกลไฟล์ (สัตว์ที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ในถ้ำได้ตลอดชีวิต แต่ก็พบได้ในสภาพแวดล้อมอื่นๆ ด้วย) โทรโกลซีน (สัตว์ที่ใช้ถ้ำเป็นที่อยู่อาศัย แต่ไม่สามารถดำรงชีวิตครบวงจรในถ้ำได้) และ แอคซิเลนทัล (สัตว์ที่ไม่อยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งข้างต้น) ผู้เขียนบางคนใช้คำศัพท์ที่แตกต่างกันสำหรับสัตว์ที่อาศัยอยู่ในน้ำ (เช่นสติโกไบต์สติโกไฟล์และสติโกซีน )

ในบรรดาสัตว์เหล่านี้ สัตว์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำอาจเป็นสิ่งมีชีวิตที่แปลกประหลาดที่สุด สัตว์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำมักแสดงลักษณะเฉพาะหลายประการที่เรียกว่าลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในถ้ำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปรับตัวให้เข้ากับการดำรงชีวิตใต้ดิน ลักษณะเหล่านี้อาจรวมถึงการสูญเสียเม็ดสี (มักส่งผลให้มีสีซีดหรือสีขาว) การสูญเสียดวงตา (หรืออย่างน้อยก็ความสามารถในการมองเห็น) การยืดตัวของระยางค์ และการพัฒนาประสาทสัมผัสอื่นๆ (เช่น ความสามารถในการรับรู้การสั่นสะเทือนในน้ำ) สัตว์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำที่อาศัยอยู่ในน้ำ (หรือสติโกไบต์) เช่นกุ้งถ้ำอะลาบามา ที่ใกล้สูญพันธุ์ อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำที่พบในถ้ำและได้รับสารอาหารจากเศษซากที่ถูกชะล้างเข้าไปในถ้ำและจากอุจจาระของค้างคาวและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อาศัยอยู่ในถ้ำ สัตว์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำที่อาศัยอยู่ในน้ำอื่นๆ ได้แก่ ปลาถ้ำ และซาลาแมนเดอร์ถ้ำเช่นโอล์มและซาลาแมนเดอร์ตาบอดเท็กซัส

แมลงถ้ำเช่นOligaphorura (เดิมชื่อ Archaphorura ) schoettiเป็นแมลงที่อาศัยอยู่ในถ้ำ มีความยาวได้ถึง1.7 มิลลิเมตร (0.067 นิ้ว)พวกมันมีการกระจายตัวอย่างกว้างขวางและได้รับการศึกษาอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างส่วนใหญ่เป็นตัวเมีย แต่มีตัวอย่างตัวผู้ถูกเก็บรวบรวมได้จากถ้ำSt Cuthberts Swalletในปี 1969 

ค้างคาวเช่นค้างคาวสีเทาและค้างคาวหางอิสระเม็กซิกัน เป็นสัตว์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำและมักพบได้ในถ้ำ พวกมันจะออกหากินนอกถ้ำจิ้งหรีดถ้ำ บางชนิด ก็ถูกจัดอยู่ในกลุ่มสัตว์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำเช่นกัน เพราะพวกมันจะนอนในถ้ำในเวลากลางวันและออกหากินบนพื้นดินในเวลากลางคืน

เนื่องจากระบบนิเวศในถ้ำมีความเปราะบาง และบริเวณถ้ำมักจะแยกออกจากกัน ทำให้ถ้ำเป็นแหล่งอาศัยของสัตว์ใกล้สูญพันธุ์หลายชนิด เช่นแมงมุมถ้ำฟันแมงมุมประตูเปิดปิดลิฟิสเทียสและค้างคาวสีเทา

ถ้ำเป็นสถานที่ที่สัตว์ที่อาศัยอยู่บนพื้นดินหลายชนิด รวมถึงมนุษย์ แวะเวียนเข้ามาอาศัยอยู่เป็นประจำ แต่โดยปกติแล้วการเข้ามานั้นมักมีระยะเวลาค่อนข้างสั้น เนื่องจากขาดแสงสว่างและอาหาร

ทางเข้าถ้ำมักมีพืชพรรณที่เป็นเอกลักษณ์ ตัวอย่างเช่น ในเขตอบอุ่นทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกา ทางเข้าถ้ำมักมีเฟิร์นหัวเล็ก ( Cystopteris bulbifera ) ขึ้นอยู่หนาแน่นที่สุด (และบ่อยครั้งก็หนาแน่นมาก)

มนุษย์ใช้ประโยชน์จากถ้ำมาตลอดประวัติศาสตร์ฟอสซิล มนุษย์ยุคแรกสุด ที่พบในถ้ำมาจากถ้ำหลายแห่งใกล้เมืองครูเกอร์สดอร์ปและโมโคปาเนในแอฟริกาใต้ แหล่งถ้ำต่างๆ เช่นสเตอร์คฟอนเทน สวาร์ทแค รน ส์โครมดรายบีดริมอเลนมาลาปาคูเปอร์ส ดี แกลดิสเวล กอนโดลิน และมาคาพันส์แกต พบฟอสซิลมนุษย์ยุคแรกหลายสายพันธุ์ที่ย้อนกลับไประหว่างสามถึงหนึ่งล้านปีก่อน รวมถึงออสตราโลพิเทคัส แอฟ ริคานัส ออสตราโลพิ เทคัส เซดิบาและพารานโทรปัส โรบัสตัสอย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วเชื่อกันว่ามนุษย์ยุคแรกเหล่านี้ไม่ได้อาศัยอยู่ในถ้ำ แต่ถูกนำเข้าไปในถ้ำโดยสัตว์กินเนื้อที่ฆ่าพวกเขา

ซากดึกดำบรรพ์ของมนุษย์ยุคแรกสุดที่พบในแอฟริกา คือ ซากเด็กตอง (Taung Child ) ในปี 1924 นั้น เชื่อกันมานานหลายปีว่ามาจากถ้ำ โดยถูกฝังไว้หลังจากถูกนกอินทรีล่า อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันข้อสันนิษฐานนี้เป็นที่ถกเถียงกัน (Hopley et al., 2013; Am. J. Phys. Anthrop.) ถ้ำก่อตัวขึ้นในหินโดโลไมต์ของที่ราบสูงกาป (Ghaap Plateau) รวมถึงแหล่งโบราณคดีสมัยยุคหินตอนต้น ยุคหินตอนกลาง และยุคหินตอนปลายอย่างถ้ำวันเดอร์เวิร์ก (Wonderwerk Cave ) แต่ถ้ำที่ก่อตัวขึ้นตามขอบหน้าผา เช่นเดียวกับที่สันนิษฐานว่าเป็นที่อยู่ของซากเด็กตองนั้น ก่อตัวขึ้นภายในชั้นหินปูนทุติยภูมิที่เรียกว่าทูฟา (tufa ) มีหลักฐานมากมายที่บ่งชี้ว่ามีมนุษย์ยุคแรกสายพันธุ์อื่นอาศัยอยู่ในถ้ำมาตั้งแต่เมื่ออย่างน้อยหนึ่งล้านปีก่อนในหลายพื้นที่ของโลก รวมถึงโฮโมอิเร็กตัสในประเทศจีนที่โจวโควเตียนโฮโมโรเดเซียนซิสในแอฟริกาใต้ที่ถ้ำเตาไฟ ( มาคาพันส์กาต ) โฮโมนีแอ นเดอร์ทาเลนซิสและโฮโมไฮเดลเบอร์เกนซิสในยุโรปที่แหล่งโบราณคดีอาตาปูเอร์กาโฮโมฟลอเรเซียนซิสในอินโดนีเซีย และเดนิโซแวนในไซบีเรียตอนใต้

ในแอฟริกาตอนใต้ มนุษย์ยุคใหม่ตอนต้นใช้ถ้ำทะเลเป็นที่พักพิงเป็นประจำตั้งแต่ประมาณ 180,000 ปีที่แล้ว เมื่อพวกเขาเรียนรู้ที่จะใช้ประโยชน์จากทะเลเป็นครั้งแรก^{[ 29 ]}แหล่งโบราณสถานเก่าแก่ที่สุดที่รู้จักคือ PP13B ที่Pinnacle Pointซึ่งอาจทำให้มนุษย์ขยายตัวออกจากแอฟริกาและตั้งอาณานิคมในพื้นที่ต่างๆ ของโลก เช่น ออสเตรเลีย ได้อย่างรวดเร็วเมื่อ 60–50,000 ปีที่แล้ว ทั่วทั้งแอฟริกาตอนใต้ ออสเตรเลีย และยุโรป มนุษย์ยุคใหม่ตอนต้นใช้ถ้ำและที่พักพิงหินเป็นสถานที่สำหรับศิลปะบนหิน เช่น ที่Giant's Castleในบรรดาถ้ำศักดิ์สิทธิ์ที่รู้จักกัน ได้แก่ ถ้ำพระพุทธรูปพันองค์ของจีน^{[ 30 ]}และถ้ำศักดิ์สิทธิ์ของเกาะครีต

ภาพวาดถ้ำยุคหินเก่าถูกค้นพบทั่วโลก โดยมีอายุตั้งแต่ 64,800 ปีสำหรับศิลปะที่ไม่เป็นรูปธรรม^{[ 31 ]}และ 43,900 ปีสำหรับศิลปะที่เป็นรูปธรรม^{[ 32 ]}

ความสำคัญของเสียงในถ้ำมีมาก่อนความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับเสียง นักโบราณคดีได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างภาพวาดจุดและเส้นในบริเวณที่มีการสะท้อนเสียงเฉพาะภายในถ้ำของสเปนและฝรั่งเศส รวมถึงเครื่องดนตรีที่แสดงลวดลายยุคหินเก่า^{[ 33 ]}ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้เหตุการณ์และพิธีกรรมทางดนตรี กลุ่มภาพวาดมักพบในบริเวณที่มีเสียงสะท้อนที่โดดเด่น บางครั้งยังจำลองเสียงของสัตว์ที่วาดไว้บนผนังอีกด้วย มีการตั้งทฤษฎีว่าเสียงของมนุษย์ถูกใช้เป็นอุปกรณ์ระบุตำแหน่งด้วยเสียงสะท้อนเพื่อนำทางในพื้นที่มืดของถ้ำที่ไฟฉายไม่ค่อยมีประโยชน์^{[ 34 ]}จุดสีแดงมักพบในพื้นที่ที่มีการสะท้อนเสียงสูงสุด ซึ่งการสร้างภาพวาดทำได้ยากเกินไป^{[ 35 ]}

ถ้ำยังคงมีประโยชน์สำหรับนักสำรวจด้านเสียงในยุคปัจจุบัน ปัจจุบันถ้ำคัมเบอร์แลนด์เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ดีที่สุดของการใช้ถ้ำเพื่อดนตรีในยุคปัจจุบัน ถ้ำเหล่านี้ไม่ได้ถูกใช้เพื่อการสะท้อนเสียงเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อคุณสมบัติในการลดเสียงสะท้อนของผนังที่ผิดปกติอีกด้วย ความไม่สม่ำเสมอของผนังถ้ำคัมเบอร์แลนด์ช่วยกระจายเสียงที่สะท้อนจากผนังและทำให้พื้นที่นั้นมีคุณภาพคล้ายกับสตูดิโอ บันทึกเสียง ^{[ 36 ]}ในช่วงศตวรรษที่ 20 นักดนตรีเริ่มสำรวจความเป็นไปได้ในการใช้ถ้ำเป็นสถานที่สำหรับคลับและหอแสดงคอนเสิร์ต รวมถึงบุคคลอย่างDinah Shore , Roy AcuffและBenny Goodmanซึ่งแตกต่างจากปัจจุบัน การแสดงในยุคแรกๆ เหล่านี้มักจัดขึ้นที่ปากถ้ำ เนื่องจากขาดเทคโนโลยีทำให้ไม่สามารถเข้าถึงส่วนลึกภายในด้วยอุปกรณ์ดนตรีได้^{[ 37 ]}ในถ้ำลูเรย์ รัฐเวอร์จิเนีย มีการพัฒนาเครื่องดนตรีลิโทโฟนขนาดใหญ่ที่เรียกว่า"ออร์แกนท่อหินงอกขนาดใหญ่" ซึ่งสร้างเสียงโดยใช้ค้อนตีหินงอกแต่ละก้อนที่มีระดับเสียงต่างกัน ^{[ 38 ]}