천곡동굴은 전체적으로 볼때 단일층 구조의 수평동굴에 속합니다. 캠브리아기 풍촌석회암 지역에 위치하고있으며 지층의 생성연대는 4~5억년경으로 추정되며 동굴의 생성연대는 7~12만년전으로 추정되고 있습니다. 또한 상부 지표에 분포하고 있는 돌리네의 발달 방향과 같은 북동~남서 방향으로 주굴이 발달해 있습니다. 

천곡동굴은 국내동굴 중 최대의 천정용식구, 커틴형종류석, 석회화 폭포등과 수많은 관상종류석이 분포하고 있어 학술적가치와 신비함을 함께 지니고 있는 천연동굴입니다.