천연기념물인 대이리동굴지대에 위치한 관음굴은 우리나라에서뿐만 아니라 세계동굴학계에서도 동굴다운 동굴로 인정받고 있다. 38번 국도를 따라 삼척에서 도계 방향으로 약 20km 지점에 위치하는 신기에서 대이리(서쪽) 방향으로 약 7.6km 지점에 덕말이 있으며, 덕말을 지나 골말 방향으로 약 500m 지점의 강 건너편에 대형 주차장이 있다. 대형주차장에 물레방아가 있으며, 물레방아 뒤편(남쪽) 계곡 끝의 절벽아래에 관음굴이 위치한다.

동굴 입구의 크기는 폭 4.2m, 높이 3m로 주굴의 길이가 1.2km, 지굴의 길이가 0.4km이며 동굴의 총연장은 1.6km 정도이다. 입구에서 막장까지 바닥에 지하수가 흐르고 있으며, 여러 지점에서 폭포가 발달해 있다. 이 동굴은 현재에도 동굴생성물이 활발히 성장하고 있는 활굴에 속하며, 주 동굴의 방향은 절리면을 따라 발달해 있다. 주굴은 천장의 높이가 약 20m에 달하는 곳도 있으며 일 년 내내 바닥에는 동굴류가 흘러내린다. 동굴류의 유출량은 약 15,000㎥/1일에 달하는 것으로 알려졌다. 동굴 내 4개의 폭포가 있으며, 제4폭포(일명 옥문폭포)는 높이가 9m에 달하고 4폭포 하부에는 장축이 40m, 단축이 18m, 높이가 22m인 광장이 있다. 동굴 내 동굴생성물은 백색의 종유관을 비롯하여 종유석, 석순, 석주, 유석, 동굴방패, 동굴산호, 동굴진주, 곡석, 석화, 베이컨시트 등 석회동굴에서 나타나는 거의 모든 종류의 동굴생성물이 발견된다. 이 외에도 석회화 단구, 가바닥 등 다양한 동굴 내의 미지형도 발달해 있다. 관음굴은 그 규모와 경관이 뛰어나며, 국내에서 가장 아름답고 학술적 가치가 높은 동굴로써 평가되고 있다. 관음굴에는 총 14목 24종의 동굴생물이 보고되었다.