Dans l'obscurité absolue de l'intérieur de la grotte, les organes sensoriels tels que les yeux sont non fonctionnels. Les "vrais" animaux cavernicoles sont donc généralement aveugles, mais possèdent d'excellents sens de l'odorat et du toucher. Pour ceci leurs appendices sont visiblement plus longs et souvent équipés de poils sensoriels supplémentaires. En raison du manque de lumière solaire et des rayons UV, la peau ne forme pas de pigments de couleur et les animaux parassent presque toujours blancs ou transparents.
En plus des adaptations physiques, les animaux cavernicoles ont également développé des modèles de comportement particuliers qui contribuent à la survie dans l'obscurité éternelle. La pénurie alimentaire permanente sous terre est compensée par une réduction du métabolisme. Des mouvements lents réduisent la consommation d'énergie au minimum. Étant donné qu'une petite taille réduit également le besoin de nourriture, il n'est pas surprenant que de nombreux animaux vivant dans les cavernes ne mesurent que quelques millimètres.
En plus de ces animaux parfaitement adaptés à la vie en grotte, on peut aussi trouver une variété d'espèces liées à l'habitat de manière assez différente, car on les trouve également au-dessus du sol. Dans la biospéléologie moderne, on distingue actuellement quatre niveaux de classification écologique différents dont les limites sont toujours repoussées. Une telle classification écologique fait sens, mais nécessite une connaissance détaillée du mode de vie de chaque espèce respective.
Les animaux non réellement cavernicoles (eutrogloxènes) n'arrivent que par hasard dans une grotte, ils ne peuvent pas y exister de façon permanente. Ceux-ci incluent, par exemple, des animaux qui tombent dans des puits ou sont entraînés par une crue dans une grotte, mais ils y meurent généralement après une courte période.
Les "hôtes des cavernes" (subtroglophiles) visitent des cavités à certaines saisons. Bien qu'ils puissent s'orienter dans l'obscurité, la recherche de nourriture a généralement lieu sur le terrain extérieur. Les habitants des cavernes en hiver comprennent, par exemple, des espèces hibernantes de chauves-souris et de papillons. En été, les grottes sont également visitées par certaines espèces de trichoptères et de moustiques pour échapper à la chaleur et à la déshydratation. Le biotope souterrain est également utilisé pour l'accouplement.
Les animaux "amateurs de cavernes" (eutroglophiles) mènent également à la surface de la terre une vie cachée sous les pierres, dans le sol ou sous l'écorce des arbres. Ces animaux trouvent dans la grotte des conditions de vie optimales et peuvent même s'y reproduire et former des populations à long terme. A ce groupe appartiennent par exemple de nombreuses espèces de collemboles et d'araignées.
Les « vrais » animaux cavernicoles (eutroglobiontes) se sont adaptés à la vie sous terre durant leur cycle de vie complet. Ces animaux ne pourraient à long terme pas survivre à la surface de la terre avec des températures et des conditions d'éclairage variables. Ceux-ci incluent, par exemple, les Nyphargus et le Protée anguillard (qui ne se trouve pas en Suisse).
Une question clé de la biospéléologie reste la recherche des avantages évolutifs de la vie en grotte, étant donné qu'il est connu que des espèces qui vivaient à la surface de la terre ont pu évoluer au fil du temps en populations adaptées à la vie en grotte. Bien que ces espèces y trouvent des conditions de vie extrêmes, elles n'ont pas à craindre la concurrence d'autres espèces. On peut donc supposer qu'elles se sont retirées dans ces niches pour éviter de subir une pression de concurrence. L'absence de fluctuations saisonnières de la température permet également une reproduction tout au long de l'année et est donc extrêmement importante pour la survie de la population.