Πολλά ζώα ζουν σε σπηλιές, είτε αποκλειστικά είτε μέρος του χρόνου. Οι τρωγλοβίτες – που δεν πρέπει να συγχέονται με τους τρωγλοδύτες – είναι ζώα που ζουν όλη τους τη ζωή στο σκοτεινό μέρος των σπηλαίων, τα τρωγλόφιλα είναι ζώα που εμφανίζονται μερικές φορές έξω από μια σπηλιά, αλλά κυρίως βαθιά μέσα σε αυτήν και οι τρογλοξένες είναι ζώα που μπορούν να επιβιώσουν μέσα σε σπηλιές αλλά βρίσκονται κυρίως έξω από αυτό, όπως οι εξαφανισμένες αρκούδες των σπηλαίων. Οι στυγοβίτες είναι ζώα που βρίσκονται στα υπόγεια ύδατα μέσα ή μεταξύ των σπηλαίων. Οι αληθινοί τρωγλοβίτες δεν έχουν λειτουργικά μάτια. Τα μάτια τους μπορεί να είναι υπολειμματικά, καλυμμένα κάτω από ένα στρώμα δέρματος. Τα αποκλειστικά ζώα των σπηλαίων ονομάζονται σπηλαιώδη.
Μερικά ζώα που ζουν σε σπηλιές περιλαμβάνουν σαλαμάνδρες, το φίδι αρουραίων που κατοικεί στη σπηλιά, πολλά ψάρια, νυχτερίδες και πολλά αρθρόποδα, όπως έντομα, χιλιόποδα, θεριστές, καραβίδες, ανοιξιάτικες ουρές, αράχνες κ.λπ. Η μικρότερη πανίδα είναι πολυάριθμη, καθώς οι ενεργειακές τους ανάγκες είναι λιγότερες από τα μεγάλα ζώα, και περιλαμβάνουν ανελίδια αποκλειστικά για τα σπήλαια, βδέλλες, μαλάκια, ακάρεα, κ.λπ.
Τα ζώα που περνούν πολύ χρόνο σε σπηλιές εξελίσσονται τελικά σε αποκλειστικές προσαρμογές για να επιβιώσουν στο ακραίο περιβάλλον, όπως η καλύτερη ακοή σε βάρος της όρασης ή η ικανότητα αίσθησης ευαίσθητων δονήσεων. Πολλά ζώα που ζουν σε σπηλιές χάνουν τη χρωστική τους ουσία, γίνονται λευκά φάντασμα, καθώς ο σηματοδοτικός ρόλος της μελάγχρωσης είναι άχρηστος σε ένα κατάμαυρο περιβάλλον. Η έλλειψη λειτουργικών ματιών συνοδεύεται επίσης από την επέκταση των άκρων και των κεραιών στα έντομα, τα οποία χρησιμοποιούνται για την έρευνα του περιβάλλοντος με απτικά μέσα. Τα αληθινά έντομα των σπηλαίων έχουν επίσης μειωμένα ή απούσα φτερά.
Το περιβάλλον του σπηλαίου διακρίνεται από αρνητικά χαρακτηριστικά: έλλειψη διάκρισης μεταξύ νύχτας ή ημέρας, καλοκαιριού ή χειμώνα. Υπάρχει μικρή αλλαγή στη θερμοκρασία ή την υγρασία, αν και δροσερά ρεύματα αέρα ρέουν μέσα από τις περισσότερες σπηλιές. Η τροφή μπορεί να εισέλθει μόνο από το εξωτερικό, είτε ζωντανά, με τη μορφή ζώων που αναζητούν καταφύγιο, είτε νεκρά, από οργανική ύλη που μεταφέρεται μέσω των ρεμάτων. Οι μύκητες τρέφονται με αυτή την οργανική ύλη και πολλά ζώα με τη σειρά τους τρέφονται με τους μύκητες. Οι πεταλούδες που πέφτουν σε χειμερία νάρκη στις σπηλιές τρώγονται συχνά από ακρίδες, οι οποίες με τη σειρά τους τρώγονται από νυχτερίδες.
Πολλά ζώα των σπηλαίων είναι ενδημικά του σπηλαίου στο οποίο βρίσκονται, το οποίο σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εκτείνεται μόνο σε λίγα τετραγωνικά μίλια. Πιθανότατα υπάρχουν πολλά περισσότερα ζώα των σπηλαίων που περιμένουν να ανακαλυφθούν.