最宽处38.6米。最窄处仅1.3米。最高53.4米，最低处公1.5米。整个洞体海拔762—800米。洞穴横剖面大部分洞道呈三角形，洞底覆盖有
碳酸钙沉积和泥沙沉积物。碳酸钙沉积形态有
石钟乳、石笋、石柱、石盾、穴珠、流石等。
天钟洞发育于的石炭系中上统（距今抬约3亿年）的灰岩和白云岩中。洞穴最初形成于新近纪（距今23.3百万年）：早期为黄后地下河下游地下河通道。洞道内处于充水状态：中期由于构造抬升，河流下切，洞穴成为
鸳鸯湖坡立谷的地下河通道。转为半充水状态；晚期随着构造的进一步抬升。河流继续下切。地下水转入下层而成为旱洞。