Phong Nha - Kẻ Bàng có khoảng 300 hang động lớn nhỏ được chia thành ba hệ thống chính: động Phong Nha, hang Vòm và hang Rục Mòn. Nơi đây được ví như một bảo tàng địa chất khổng lồ có giá trị và mang ý nghĩa toàn cầu bởi cấu trúc địa lý phức tạp, tập hợp nhiều loại đá khác nhau như sa thạch, thạch anh, phiến thạch, đá vôi chứa silic, đá mac-nơ, đá granodiorite, đá diorite, đá aplite, pegmatite... 
Phong Nha - Kẻ Bàng cũng chứa đựng lịch sử phát triển địa chất phức tạp, lâu dài từ 400 triệu năm trước của trái đất. 
 
 Trải qua các giai đoạn kiến tạo quan trọng và các pha chuyển động đứt gãy, phối tảng, uốn nếp đã tạo ra các dãy núi trùng điệp và các bồn trầm tích bị sụt lún. Những biến động trên cũng đã góp phần tạo nên sự đa dạng về địa chất, địa hình, địa mạo. Vùng đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng có những đặc trưng toàn cầu trong nhiều giai đoạn phát triển từ kỷ Ordovic muộn - Silur (463,9 - 430 triệu năm trước) đến kỷ Đệ Tứ (1,75 triệu năm trước).  Một đặc điểm mang tính đặc thù ở đây là hệ thống sông chảy ngầm và các hang động trong lòng núi đá vôi.
 
Vùng địa mạo phi đá vôi có đặc điểm chung là núi thấp với thảm thực vật phủ trên bề mặt. Quá trình bào mòn tạo ra các thềm dọc theo các thung lũng của các sông Son, sông Chày hay tại các bờ của các khối núi đá vôi ở vùng trung tâm. Vùng địa hình chuyển tiếp là những dạng khác nhau xen giữa các núi đá vôi.

 
Nằm trong vùng có lượng mưa trung bình hàng năm khá cao nhưng nước ở đây ngấm và chảy ngầm trong lòng các núi đá vôi, trải qua hàng chục triệu năm đã tạo nên vô số hang động ở khu vực này.Cuối tháng 5 tạp chí Heritage đã tổ chức Photo Tour cho các nhiếp ảnh gia cùng ghi lại vẻ đẹp hoang sơ trong lòng động Phong Nha. 
Thiên nhiên thật kỳ vỹ đã làm say lòng các nhiếp ảnh gia. Những hình ảnh của động Phong Nha tái hiện trên ảnh khiến người xem ngỡ ngàng.
Đi thuyền vào khoảng hơn 1 km, du khách sẽ dừng lại và bắt đầu khám phá tuyến hang động dẫn đến Xuyên Sơn Hồ. .
 
Trong bóng tối, những chiếc đèn pin đội đầu cùng những đèn chuyên dụng khiến lòng động thêm lung linh huyền ảo.