这座被誉为“地下魔宫”的溶洞，发育于下三叠系嘉陵江组厚层状白云质灰岩中，全长约11千米，有上下四层，上两层为干洞，下两层为水洞，垂直高度约160米，水陆并进，组成一库（黄龙水洞）、二河（响水河、水晶河）、三瀑（黄龙瀑、天水瀑、天地瀑）、四潭、十三厅（宫）（龙舞宫、水晶宫、迷人宫等）、九十六廊。最大的厅堂有12000平方米，可容万人。真正是“洞中乾坤大，地下别有洞天”。2.5亿年前，这里在一片汪洋之中沉积了巨厚的碳酸盐物质，后经地壳运动演变为陆地，再经200万年以来的多次间歇式抬升，侵蚀基准面不断下降，地下水沿裂隙运移、溶蚀，形成了黄龙洞这一瑰丽壮观的多层式容洞。洞内有石柱、石笋、石幔、石花等。这些景观的形成是由于地下水在灰岩裂隙中活动，将石灰岩溶解或者容解而形成的碳酸氢钙水流至洞内不同部位时，因环境变化而沉淀的结果。进入洞中，如人仙境一般。目前黄龙洞已开发的洞内最观面积约20公顷。尤其是黄龙洞中的“定海神针”，高19.2米，直径约0.6米，直径与高度比达3%左右，堪称世界罕见。