之后，他就和仆人一道举着火把进洞探险。进去之后，他仔细查看了洞穴的结构，并没有发现什么妖魔鬼怪，而是发现了千姿百态的石灰岩地形，有石钟乳、石笋、石柱等。
当他安全返回洞口之后，他就把他在洞中所见的一切告诉了当地的老百姓，并一再告诉他们洞中绝对没有妖魔。
南方气候潮湿，石灰岩接触或渗进了含有二氧化碳的水，就会发生化学反应，引起石灰岩溶解。经过漫长的地质年代，石灰岩被塑造成千姿百态的峰林、洞穴、洼地等。地理学上对此有个统一名称，叫喀斯特地貌（旧称岩溶地貌）。
徐霞客经过30多年旅行，写有天台山、雁荡山、黄山、庐山等名山游记17篇和《浙游日记》《江右游日记》《楚游日记》《粤西游日记》《黔游日记》《滇游日记》等着作，除佚散者外，遗有60多万字游记资料。死后由他人整理成《徐霞客游记》。世传本有10卷、12卷、20卷等数种。主要按日记记述作者1613～1639年间旅行观察所得，对地理、水文、地质、植物等现象，都做出了详细记录，在地理学和文学上卓有成就。