Спелеологи используют пещеры для научных исследований следующим образом:

• Изучают процессы образования пещер. 1 По составу минеральных наростов, сталактитов и сталагмитов делают выводы о климате прошлых лет, солёности грунтовых вод, уровне моря. 5
• Проводят геохимические исследования. 1 Для этого отбирают образцы породы (керны). 1
• Обнаруживают археологические и палеонтологические ценности. 12 Из-за стабильной температуры в пещерах отлично сохраняются уникальные находки. 1 Например, в Денисовой пещере на Алтае обнаружили останки «денисовского человека», в Каповой в Башкирии — наскальные рисунки древних людей. 1
• Изучают фауну и флору подземного мира. 1 Например, биоспелеологи исследуют населяющие пещеры виды, долго существовавшие в изоляции от остального мира в темноте и холоде. 5
• Наблюдают за тем, как ведёт себя организм человека в экстремальных условиях. 1

Также спелеологи делают топосъёмку, чтобы нарисовать карту пещеры или добавить на неё новые ходы. 1