단양 온달동굴은 온달산성이 있는 성산 기슭 지하에서 약 4억 5,000만 년 전부터 생성되어 온 것으로 추정되는 석회암 천연동굴로 굴과 지굴의 길이가 760m, 입구높이 약 2m이며, 면적은 34만 9485㎡이다. 동굴의 존재는 신 증동국여지승람 제14권 충청도 영춘현 고적조에 기록되어 있으며 1966년부터 학술조사가 시행되어 1975년 잠시 공개하였으나, 지리적 여건으로 폐쇄되었다가 대대적인 개발을 통해 1997년부터 다시 일반인에게 개방되었다. 동굴의 특징으로 계단형 구조에 아기자기한 모양의 석순과 종유석이 잘 발달돼 있으며, 내부 평균온도가 여름철에는 섭씨 14도, 겨울철에는 섭씨 16도를 유지해 사계절 관광지로 적합하다.