Phong Nha-Kẻ Bàng se distingue par son réseau de cavernes et de grottes, au nombre de 300, s'étirant sur quelque 70 kilomètres, dont 20 seulement ont été explorés par les scientifiques vietnamiens et britanniques (17 sont situées dans la région de Phong Nha et trois dans la région de Kẻ Bàng). En avril 2009, la plus grande caverne du monde, la grotte Sơn Đông, y a été découverte par une équipe d'explorateurs britanniques à Quang Binh. À la suite de cette découverte, la longueur totale du réseau de cavernes et de grottes est estimée à 126 kilomètres. Avant la découverte de la caverne de Sơn Đông, le parc détenait plusieurs records du monde en matière de cavernes, car il est parcouru par le plus long fleuve souterrain.