Деякі гірські породи – вапняки, гіпси – легко розчиняються водою. Коли у породах на шляху підземних потоків зустрічаються шари гірських порід, які погано розчиняються, вода не губиться, а лише дещо змінює свій маршрут, намагаючись спочатку відшукати найслабкіше місце у гірській товщі. Через це зростання порожнин у глибину інколи дещо уповільнюється і навіть припиняється. Натомість утворені колодязі починають розширюватися, тобто зростати у горизонтальному напряму. Так утворюються карстові печери з лабіринтами залів і галерей. Вивченням підземних порожнин, печер, гротів природного походження, включаючи їх виникнення, розвиток, форму, вік, мікроклімат, органічний світ в минулому та в сьогоденні займається спелеологія — галузь науки геології, а саме карстознавства та гідрогеології.
Термін спелеологія запропонував у 1890 році французький археолог Е. Рів'єр. У цьому ж році його застосував, як наукове визначення, один із засновників сучасної науки про печери Е. М. Мартель. У 1928 році при Віденському університеті відкрився перший у світі інститут спелеології. Наприкінці 50-х років 20 ст. спелеологія починає розвиватись в СРСР. Засновником радянської спелеології став професор В. М. Дублянський, який одну із своїх книг про печери так і назвав "Вслед за каплей воды". У 1961-1962 рр. в Криму були проведені два всесоюзних зльоти спелеологів – дослідників загадкового підземного світу, де обговорювались тенденції подальшого розвитку даної науки. В кінці 20 ст. наукові дослідження печер значно скорочуються, але водночас починає активно розвиватися любительський спелеотуризм, створюються самодіяльні спелеологічні групи та клуби. В березні 2006 року в Україні з метою організації та проведення цілеспрямованих наукових досліджень природних печер та карстових явищ було створено Український інститут спелеології та карстології.
