Speleologija je ljudska djelatnost čiji su predmet interesa prirodne podzemne šupljine – špilje i jame. U prvom se redu speleologija bavi njihovim istraživanjem i dokumentiranjem, a također i njihovom zaštitom, vrednovanjem i eventualnim iskorištavanjem. Riječ speleologija je složenica koja dolazi od latinske riječ spēlaeum (tj. grčke riječi - spēlaion) koja označava špilju. Riječ je skovao francuski paleontolog Emile Rivière oko 1890. godine, a u uporabu ju je uveo francuski istraživač špilja i jama Edouard-Alfred Martel u svojoj knjizi „Les Abîmes“ (Bezdan) objavljenu 1894., a najavljenu na znanstvenom kongresu u Besançonu u Francuskoj još 1893. godine. Tako je stvoren pojam speleologije, a E. A. Martel se smatra ocem moderne speleologije.

Speleologija obuhvaća vrlo široki spektar aktivnosti i djelatnosti vezanih za špilje i jame (speleološke objekte). Sve se te aktivnosti mogu svrstati u nekoliko skupina koje su međusobno povezane i isprepletene. Prva skupina obuhvaća fizičko-tehničko-sportske aktivnosti. To je temeljna skupina speleoloških djelatnosti koja omogućava ulaženje i kretanje kroz podzemlje te njegovo neposredno istraživanje. Ove aktivnost, zbog sličnost neke speleološke opreme s alpinističkom ponekad nazivaju i speleizam. Speleolog mora biti dobrih psihofizičkih sposobnosti te mora izvrsno rukovati speleološkom opremom te vladati raznolikom speleološkom tehnikom kretanja kroz speleološke objekte. Kako u speleološkim objektima vlada potpuni mrak speleolozi moraju imati kvalitetnu i pouzdanu rasvjetu. Danas se najviše koriste acetilenska i električna (LED) rasvjeta u kombinaciji. Jedna od prepoznatljivosti speleologije je spuštanje u duboke jame. Spuštanje u jame (i penjanje nazad) se vrši po jednostrukom užetu debljine 10 mm vrlo visoke nosivosti uz upotrebu brojnih spravica i pomagala (pojas, sponke, penjalice, spuštalice i dr.). Uže su u jami fiksira tako da se vezuje u sidrišta koja se uglavnom izrađuju od klinova, sponki i gurtni različitog tipa. Osim spuštanja i penjanja po užetu speleolozi moraju biti sposobni savladavati različite druge prepreke (provlačenje, puzanje, plivanje, penjanje po stijeni itd.) noseći pri tom i brojnu opremu u transportnim torbama. Speleolozi tijekom istraživanja u podzemlju borave od nekoliko sati pa do više dana kada spavaju u posebnom priređenom podzemnom bivku. Da bi uspješno i sigurno istraživali špilje i jame speleolozi moraju biti u dobroj kondiciji, redovito vježbati tehnike i što je najvažnije moraju što češće odlaziti na istraživanja kako bi stekli što više iskustva i zadržali utreniranost.

Druga skupina aktivnost je istraživačko-stručno-dokumentarističkog karaktera. Nakon što speleolozi savladaju tj. fizički prođu određeni speleološki objekt moraju napraviti što detaljniju dokumentaciju o njemu. Kako su speleološki objekti uglavnom vrlo nepristupačni ova dokumentacija mora biti što detaljnija, točnija, obuhvatnija i raznolika. Skup ovih aktivnost ponekad se naziva i speleografija. Glavni dio speleografske dokumentacije, ujedno i glavni cilj speleoloških istraživanja je topografska karta (ili snimak ili speleološki nacrt) istraženog speleološkog objekta. Izrada karte (tzv. topografsko snimanje) obuhvaća složene postupke mjerenje duljine, orijentacije i nagiba svih kanala i njihovih dijelova te izradu detaljnih skica u krupnom mjerilu. Slijedi digitalna obrada podataka te izrada konačne karte tj. nacrta speleološkog objekta koji sadrži tlocrt, profil i poprečne presjeke speleološkog objekta. Na temelju ovih mjerenja izračunava se i ukupna duljina i dubina špilje ili jame. Uz nacrt izrađuje se zapisnik speleoloških istraživanja u koji se unose brojni podaci o položaju, značajkama, dimenzijama, važnosti speleološkog objekta i dr., a za određena područja se izrađuju Baze i Katastri speleoloških objekata. Izviješćima o istraživanju se pridodaju i fotografije speleološkog objekta i tijeka njegovog istraživanja. Kad god je to moguće izrađuje se i filmska dokumentacija istraživanja koja može služiti u dokumentacijske i edukacijske svrhe. Filmsko snimanje, kao i fotografiranje, iziskuju posebne vještine i opremu jer u podzemlju ne postoji prirodno osvjetljenje, a rasvjetu s mrežnim napajanjem nije moguće koristiti.

Treća skupina speleoloških djelatnosti usmjerena je ka znanstvenom istraživanju speleoloških objekata. Radi se o speleologiji u užem smislu tj. znanosti o speleološkim objektima koja u prvom redu pripada sustavu geoznanosti. Istražuju se građa (geologija), oblici (geomorfologija) i postanak (geneza) speleoloških objekata i okolnog područja. Speleološki objekti uglavnom nastaju u krša. To su područja sa specifičnim reljefnim oblicima i dominantnim podzemnim otjecanjem koja nastaju na topljivim stijenama (karbonati – vapnenac i dolomit, evaporiti - gips, sol). Kako su speleološki objekti dio krša, nastanak i razvoj krša je usko povezan s nastankom i razvojem speleoloških objekata pa je speleologija kao znanost dio znanosti o kršu (krasoslovlje, karstologija). Osim speleomorfologije i speleogeneze u speleološkim se objektima proučavaju i špiljski sedimenti. Kako su špilje zatvoreni ambijenti sedimenti u njima uglavnom ostaju dobro sačuvani pa nose brojne tragove iz vremena kada su nastali. Tako se npr. proučavanjem siga iz podzemlja istražuje klima Zemljine prošlosti (paleoklima) i klimatske promjene. Istraživanjem kretanja vode u podzemlju krša i u speleološkim objektima bave se hidrogeologija, a fizikom špiljske atmosfere speleometeorologija i speleoklimatologija. Proučavanjem živog svijeta u krškom podzemlju bavi se biospeleologija (ili speleobiologija). Zbog specifičnih uvjeta u podzemlju izražene su prilagodbe podzemnih životinja na takva staništa (npr. gubitak pigmenta i vida) te su česte pojave endema za određena područja. Odnosom ekoloških uvjeta i živog svijeta u podzemlju bavi se speleoekologija. Istraživanjem tragova živog svijeta u špiljskim sedimentima bavi se speleopaleontologija, a u istraživanjem tragova ljudi u špiljama bavi se speleoantropologija i speleoarheologija. Osim znanstvenih istraživanja speleoloških objekata zadatak speleologije je njihovo znanstveno vrednovanje, a posebno njihova zaštita.

Često se naglašava i četvrti tzv. društveni aspekt speleologije. Za speleologe sudjelovanje u istraživanjima i drugim speleološkim aktivnostima predstavlja izazov i zadovoljstvo. Posjetiti i istraživati mjesta gdje nitko prije nije bio i uz to se družiti s brojnim prijateljima i kolegama koji imaju isti cilj glavni je motiv svakog speleologa. Osim toga, spoznaje prikupljene speleološkim istraživanjima nazamjenjive su u zaštiti prirode i okoliša, edukaciji, razvoju turizma i kulture pa i obrani.

Sve ove speleološke aktivnosti međusobno su povezane i ne mogu se provoditi odvojeno. Ne može se kartirati špilja i jama niti se mogu provoditi njihova znanstvena istraživanja, a da se u njih ne spusti i da ih se ne prođe. S druge strane, nikad se ne spuštamo u jame samo da dosegnemo njihovo dno, a da se tom prilikom ne izvrše detaljna mjerenja i izrada sve potrebne dokumentacije potrebne i za daljnja znanstvena istraživanja. Speleologija je dakle istovremeno tehnička kultura, sport i znanost.