Sơn Đoòng có địa chất cổ trên 400 triệu năm. Điều này được chứng minh qua hệ thống hóa thạch cổ sinh phức tạp và phương pháp đồng vị phóng xạ. Ở đây, các nhà địa chất đã phát hiện ra các hóa thạch thạch, hóa thạch của một nguyên liệu đá. Sơn Đoòng có 2 vũng đá lớn tạo điều kiện cho ánh sáng chiếu vào để hình thành nên một quần thế động thực vật đặc biệt trong hang động. Cấu trúc về thạch nhũ đa dạng như ngọc động, phytokarst, măng đá, vú đá, móng đá, thác đá.

Sơn Đoòng được báo New York Time bầu cử lần thứ 8 trong 52 địa danh nên đến năm 2014.