洞穴（拼音dòng xué，英文Cave），即在土中、在峭壁上或在小丘里挖出来的空间，尤指有洞口通到地表面的天然地下室。通常由水的侵蚀作用，或是风与微生物等其他外力的风化作用形成。
目前最流行的洞穴分类方法就是按规模来分的。一个探洞者的成绩，也是通过探洞长度或深度的数据和来体现的。
水和可溶性的石灰岩是形成岩溶洞穴的前提条件。水将可溶性基岩溶解为重碳酸钙，年复一年，洞道空间不断增大，到无法承受顶部重量的时候，产生坍塌，坍塌只改变空间的形状，并不改变空间大小。坍塌物又随水流被带出，水流继续溶蚀基岩，如此反复，洞系也就形成了。以下的化学反应式就是洞穴形成的原理，但它又是可逆的。