La cavidad se desarrolla en las calizas y calizas dolomíticas del Coniaciense, en las que el río Ebro se ha abierto paso de forma espectacular, formando el Cañón del Ebro.
El amplio portalón de entrada (yacimiento arqueológico), se resuelve en un laminador que, finalmente, se convierte en un largo meandro. Al alcanzar los primeros lagos, la galería comienza a alternar los sedimentos arenosos con las zonas anegadas, hasta que el eje principal acaba por sifonarse.

En agosto de 2015, se ha conseguido conectar la Cueva del Níspero con el Sistema de Cueva del Agua, Barbancho y Socueto. Con esto el Sistema alcanza un desarrollo superior a los 20km y se convierte en la tercera cavidad de mayor desarrollo de la provincia de Burgos.

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